Regolando la temperatura del supporto, lo spessore e la lunghezza dei nanofili di bismuto possono essere sintonizzati su intervalli molto ampi (60-400 nm) e (1-> 100mm), rispettivamente.
I nanofili di bismuto hanno intriganti possibilità di applicazioni elettroniche e di raccolta di energia. Però, fabbricare questi materiali con alta qualità e in grandi quantità è impegnativo.
Un gruppo al CFN, Laboratorio nazionale di Brookhaven, ha dimostrato una nuova tecnica per produrre nanofili a cristallo singolo su substrati arbitrari, compreso il vetro, silicio, e metallo, quando è presente uno strato intermedio di vanadio. La semplicità della tecnica e l'universalità del meccanismo aprono una nuova strada per la crescita di array di nanofili di una varietà di materiali.
Questo è il primo rapporto sull'alto rendimento (> 70%) sintesi di nanofili di bismuto monocristallino, un materiale con proprietà termoelettriche potenzialmente sfruttabili e intriganti. Questa tecnica produce nanofili di bismuto in quantità limitate solo dalla dimensione del substrato su cui sono depositati. Le dimensioni dei nanofili di bismuto possono essere regolate su un intervallo molto ampio semplicemente variando la temperatura del substrato. Ulteriore, in contrasto con altri metodi di fabbricazione, con questa nuova tecnica non c'è bisogno di un catalizzatore per attivare la produzione dei nanofili, evitando così l'inevitabile contaminazione e consentendo materiale di alta qualità.
Funzionalità CFN:sintesi e caratterizzazione dei materiali CFN, Microscopio elettronico, e strutture avanzate per sonde a raggi X e UV sono state utilizzate per la sintesi di nanofili e la loro caratterizzazione strutturale.
(a) Apparato sperimentale per la sintesi di nanofili di bismuto. (b) Immagine SEM che mostra la formazione di un array di nanofili fuori piano. (Riquadro) L'immagine STEM in campo scuro e il modello di diffrazione elettronica indicano rispettivamente che i nanofili hanno superfici lisce e sono monocristallini. (c) La crescita dei nanofili di bismuto inizia dall'infiltrazione del film di vanadio colonnare da parte del bismuto depositato. Prossimo, il rilascio della tensione superficiale spinge il bismuto dal film sottile a formare un centro di nucleazione per un'ulteriore crescita. Finalmente, la continua e ripetuta deposizione ed estrusione di bismuto ha portato alla crescita fuori piano di nanofili di bismuto.
