Un team di ricercatori dell’Università della California, Berkeley, ha fatto un grande passo avanti nella comprensione di come si formano i nanofili. Il team, guidato dal professor Peidong Yang, ha utilizzato una combinazione di tecniche sperimentali e teoriche per studiare la crescita dei nanofili di silicio. Le loro scoperte, pubblicate sulla rivista Nature, forniscono nuove informazioni sui meccanismi fondamentali che governano la formazione dei nanofili.

I nanofili sono minuscole strutture unidimensionali che hanno una vasta gamma di potenziali applicazioni in elettronica, ottica e altri campi. Tuttavia, la loro crescita e il loro controllo sono stati limitati dalla nostra comprensione della fisica sottostante.

La svolta del team di Berkeley è arrivata quando si sono resi conto che la crescita dei nanofili di silicio è controllata da una competizione tra due forze opposte:energia superficiale ed energia elastica. L'energia superficiale è l'energia associata alla superficie del nanofilo, mentre l'energia elastica è l'energia associata alla deformazione della struttura cristallina del nanofilo.

Quando l'energia superficiale è elevata, il nanofilo tenderà a crescere assumendo una forma liscia e cilindrica. Tuttavia, quando l’energia elastica è elevata, il nanofilo tenderà a crescere assumendo una forma sfaccettata, con lati piatti e spigoli vivi.

I ricercatori hanno scoperto che l'equilibrio tra energia superficiale ed energia elastica può essere controllato dalle condizioni di crescita. Variando la temperatura, la pressione e la composizione dell'ambiente di crescita, sono stati in grado di far crescere nanofili di silicio con una varietà di forme e dimensioni diverse.

I risultati del team forniscono un nuovo quadro per comprendere la crescita dei nanofili. Questo quadro consentirà ai ricercatori di progettare e coltivare nanofili con le proprietà desiderate per applicazioni specifiche.

La capacità di controllare la crescita dei nanofili rappresenta un importante passo avanti nello sviluppo delle nanotecnologie. Si prevede che i nanofili svolgeranno un ruolo chiave nelle tecnologie future, come l’elettronica avanzata, le celle solari e i dispositivi medici.

Riferimento

Peidong Yang et al. "Concorrenza tra energia superficiale ed energia elastica nella crescita dei nanofili di silicio." Natura 456, 218 (2008).