Lo "shish-kebab" è costituito da nanofogli bidimensionali infilati lungo un nanofilo. Credito:Linyou Cao, North Carolina State University
(Phys.org)—I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato un nuovo tipo di struttura su scala nanometrica che ricorda un "nano-shish-kebab, " costituito da più nanofogli bidimensionali che sembrano impalati su un nanofilo unidimensionale. Ma l'apparenza inganna, poiché il nanofilo e i nanofogli sono in realtà un unico, struttura tridimensionale costituita da un unico, serie senza soluzione di continuità di cristalli di solfuro di germanio (GeS). La struttura promette di essere utilizzata nella creazione di nuovi, tecnologie tridimensionali (3-D).
I ricercatori ritengono che questo sia il primo nanomateriale ingegnerizzato a combinare strutture unidimensionali e bidimensionali in cui tutti i componenti hanno una struttura cristallina condivisa.
Il nanofilo e i nanofogli sono in realtà un unico, struttura tridimensionale costituita da un unico, serie senza soluzione di continuità di cristalli di solfuro di germanio (GeS). Questo crea un materiale con un'ampia superficie e, poiché GeS è un semiconduttore, la capacità di trasferire le cariche elettriche in modo efficiente. Credito:Linyou Cao, North Carolina State University
La combinazione di nanofili e nanofogli in un'unica "eterostruttura" crea un materiale con un'ampia superficie e, poiché GeS è un semiconduttore, la capacità di trasferire le cariche elettriche in modo efficiente. I nanofogli forniscono una superficie molto ampia, e il nanofilo funge da canale che può trasmettere cariche tra i nanofogli o dai nanofogli ad un'altra superficie. Questa combinazione di funzionalità significa che potrebbe essere utilizzato per sviluppare dispositivi 3D, come sensori di nuova generazione, fotorivelatori o celle solari. Questa struttura 3D potrebbe essere utile anche per lo sviluppo di nuove tecnologie di stoccaggio dell'energia, come i supercondensatori di nuova generazione.
"Pensiamo che questo approccio potrebbe essere utilizzato anche per creare eterostrutture come queste utilizzando altri materiali le cui molecole formano strati cristallini simili, come il solfuro di molibdeno (MoS2), "dice il dottor Linyou Cao, un assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e coautore di un articolo sulla ricerca. "E, mentre il solfuro di germanio ha eccellenti proprietà fotoniche, MoS2 è più promettente per le applicazioni elettroniche."
Il processo, Cao dice, è anche interessante perché "è poco costoso e potrebbe essere scalato per i processi industriali".
Per creare i nano-shish-kebab, i ricercatori iniziano creando un nanofilo GeS di circa 100 nanometri di larghezza. Il nanofilo viene quindi esposto all'aria, creando siti di nucleazione sulla superficie del filo attraverso una debole ossidazione. Il nanofilo viene quindi esposto al vapore di GeS, che si forma in nanofogli bidimensionali in ciascuno dei siti di nucleazione.
"Il nostro prossimo passo è vedere se possiamo creare queste eterostrutture in altri materiali, come MoS2, " dice Cao. "Pensiamo di poterlo fare, ma dobbiamo dimostrarlo".
La carta, "Eterostrutture epitassiali Nanosheet-Nanowire, " è stato pubblicato online il 18 febbraio in Nano lettere .
