I ricercatori della Aalto University hanno sviluppato un nuovo metodo per implementare diversi tipi di nanofili fianco a fianco in una singola matrice su un singolo substrato. La nuova tecnica consente di utilizzare diversi materiali semiconduttori per i diversi tipi di nanofili.

“Siamo riusciti a combinare sulla stessa piattaforma i nanofili cresciuti con le tecniche VLS (vapore-liquido-solido) e SAE (epitassia ad area selettiva). La differenza rispetto agli studi condotti in precedenza sullo stesso argomento è che nell'array dual-type i diversi materiali non crescono nello stesso nanofilo, ma piuttosto come fili separati sullo stesso substrato', dice il dottor Teppo Huhtio.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati nel Nano lettere rivista del 5 febbraio 2015.

Diverse applicazioni

Il nuovo processo di fabbricazione ha molte fasi. Primo, le nanoparticelle d'oro sono sparse su un substrato. Prossimo, il substrato è rivestito con ossido di silicio, in cui vengono poi modellati piccoli fori utilizzando la litografia a fascio di elettroni. Nella prima fase di crescita, (SAE), i nanofili crescono da dove si trovano i fori, dopodiché viene rimosso l'ossido di silicio. Nella seconda fase vengono coltivati ​​diversi tipi di nanofili con l'aiuto delle nanoparticelle d'oro (VLS). I ricercatori hanno utilizzato un reattore epitassiale in fase vapore metalloorganica in cui i materiali di partenza si decompongono ad alta temperatura, formazione di composti semiconduttori sul substrato.

'In questo modo siamo riusciti a combinare due metodi di crescita nello stesso processo', afferma il dottorando Joona-Pekko Kakko.

"Abbiamo notato nelle misurazioni della riflessione ottica che la luce si accoppia meglio a questo tipo di struttura combinata. Ad esempio, una cella solare ha meno riflessione e un migliore assorbimento della luce', Huhtio aggiunge.

Oltre a celle solari e LED, i ricercatori vedono anche buone applicazioni nei generatori termoelettrici. È già iniziata l'ulteriore elaborazione per le applicazioni dei componenti.

I nanofili sono oggetto di intensa ricerca, perché i componenti a semiconduttore attualmente in uso devono essere resi più piccoli e più convenienti. I nanofili realizzati con materiali semiconduttori sono generalmente lunghi 1-10 micrometri, con diametri di 5-100 nanometri.

La ricerca è stata condotta presso la Aalto University School of Electrical Engineering. La ricerca ha ricevuto finanziamenti dall'Aalto Energy Efficiency Research Program AEF dell'Università di Aalto.