Izstrādātas jaunas tehnoloģijas tuvu sakārtotu nanodaļiņu masīvu veidošanai

Latvijas Universitātes Ķīmiskās fizikas institūta (LU ĶFI) zinātnieki izstrādājuši jaunas tehnoloģijas tuvu sakārtotu nanodaļiņu masīvu veidošanai. Šāda izmēra struktūrām ir neparastas īpašības, kuras, piemēram, var ievērojami palielināt Saules bateriju lietderību.

 

Tehnoloģijas pamatā ir prasme izveidot sevišķi plānus trafaretus (desmit tūkstošu reižu plānāki par milimetru), caur kuriem uz virsmas tiek uzklāts vēlamais materiāls, piemēram, sudrabs vai hroms. Par trafaretu izmanto elektroķīmiski veidotas porainas alumīnija oksīda kārtiņas. Poru izvietojums tajās atgādina bišu šūnas. Rezultātā iegūtās nanodaļiņas ir cita citai ļoti tuvu, tomēr tās nekad nesaskaras.

Plānas alumīnija oksīda kārtiņas ir ļoti trauslas. Tās varētu salīdzināt ar tikko uzsalušu ledu rāmā ezerā. Projekta realizācijas laikā atrasts inovatīvs risinājums šādu kārtiņu pārnesei un līdz ar to arī nanodaļiņu masīvu veidošanai uz gandrīz jebkuras virsmas, tai skaitā dažādiem pusvadītāju materiāliem.

Alumīnija oksīda maska uz stikla

Izstrādātās tehnoloģijas ļauj mainīt nanodaļiņu diametrus robežās no 14 līdz 100 nanometriem (izmērs ir apmēram 1000 reizes mazāks par cilvēka mata diametru), kā arī mainīt to savstarpējos attālumus. Šāda izmēra struktūrām ir neparastas īpašības, piemēram, zelta un sudraba nanodaļiņas maina krāsu atkarībā no savstarpējā izkārtojuma un mijiedarbības ar vidi. Katra daļiņa darbojas kā optiskā starojuma antena un var ievērojami palielināt Saules bateriju lietderību.

LU ĶFI pētījumos atklājās arī savdabīga gaismas polarizācijas maiņa iegūtajos nanodaļiņu masīvos, ko var izmantot sensoru veidošanai. Pētījuma rezultāti publicēti žurnāla Plasmonics 2013.gada decembra numurā. Iegūtās nanodaļiņu kopas ir blīvākas un ar mazākiem daļiņu izmēriem nekā ar līdzīgām metodēm bija iespējams līdz šim. Interesanti atzīmēt, ka nanodaļiņu masīvu modelēšanā lietotais matemātiskais modelis pirms vairākiem desmitiem gadu tika izmantots starpzvaigžņu putekļu spektru izskaidrošanai astronomijā.

Tehnoloģijas izstrādātas ERAF līdzfinansētā projekta "Nanostrukturētu sensoru matricu un to kontroles iekārtu izveide" (vienošanās Nr.2010/0251/2DP/2.1.1.1.0/10/APIA/VIAA/096) ietvaros. 

 

Juris Prikulis, ĶFI vadošais pētnieks 

 

 

 

 

Pieslēdzieties, lai rakstītu komentārus
Aktīvā pozīcija: Sākumlapa Ķīmijas jaunumi Izstrādātas jaunas tehnoloģijas tuvu sakārtotu nanodaļiņu masīvu veidošanai