纳米线生产的圣杯

纳米线有可能彻底改变我们周围的技术。这些微小的针状晶体结构直径仅为5-100纳米(纳米是百万分之一毫米)，可以改变电或光通过它们的方式。

它们可以发射，聚集和吸收光，因此可以用于向电子芯片添加光学功能。例如，它们可以直接在硅芯片上产生激光并集成单光子发射器用于编码目的。它们甚至可以应用在太阳能电池板中，以改善太阳光转化为电能的方式。

到目前为止，不可能重现在硅半导体上生长纳米线的过程 - 没有办法在特定位置重复生产均匀的纳米线。但是，由Anna Fontcuberta i Morral运营的EPFL半导体材料实验室的研究人员与麻省理工学院和IOFFE研究所的同事一起，提出了一种以高度可控和完全可重复的方式发展纳米线网络的方法。关键是要了解在纳米线生长开始时会发生什么，这与目前公认的理论背道而驰。他们的工作已在Nature Communications上发表。

“我们认为这一发现将有可能在硅衬底上实际集成一系列纳米线，”Fontcuberta i Morral说。“到目前为止，这些纳米线必须单独生长，而且这一过程无法再现。”

获得正确的比例

制造纳米线的标准工艺是在一氧化硅中制造小孔并用纳米级液态镓填充它们。这种物质在与砷接触时会凝固。但是在这个过程中，物质趋向于在纳米孔的角落处硬化，这意味着纳米线将生长的角度无法预测。正在寻找一种生产均匀纳米线并控制其位置的方法。

旨在控制生产过程的研究倾向于关注孔的直径，但这种方法还没有得到回报。现在，EPFL的研究人员已经证明，通过改变孔的直径与高度比，它们可以完美地控制纳米线的生长方式。在正确的比例下，物质将在孔的边缘周围固化，这可以防止纳米线以非垂直的角度生长。研究人员的过程应该适用于所有类型的纳米线。

“这有点像种植植物。它们需要水和阳光，但你必须得到正确的数量，”Fontcuberta i Morral说。

这种新的生产技术将为纳米线研究带来福音，并且很快将开发出更多的样品。