Учёные из Университета штата Северная Каролина и Университета Дьюка нашли эффективный способ упорядочивания массивов нанопроводов.

Выравнивание нанопроволок и регулировка плотности их размещения на подложке могут оказаться даже более сложными задачами, чем собственно изготовление. Известно множество самых разных способов упорядочивания, но о появлении какой-то стандартной методики, которая применялась бы чаще других, говорить не приходится.

Авторы нового исследования экспериментировали с кремниевыми и серебряными нанопроводами и эластичной основой из полидиметилсилоксана. Суть предложенной схемы заключается в том, что подложку перед нанесением на неё наноразмерных элементов сильно растягивают; когда она возвращается в свободное состояние, нанопровода стремятся выстроиться вдоль линий, перпендикулярных оси растяжения, а плотность их размещения увеличивается. Повторив эту процедуру всего два раза, учёные сумели повысить плотность на 60 и 75 процентов в случае проводов из Ag и Si.

Рис. 1. Упорядочивание нанопроводов. Сверху показано исходное состояние массива и итог первого этапа выравнивания, а снизу — начало второго этапа и конечный результат. Размеры даны в микрометрах. (Иллюстрация из журнала ACS Nano).

«Выравнивающую» роль здесь, очевидно, играет трение покоя. Сами нанопровода при сжатии подложки не деформировались; если экспериментатору потребуется такая деформация (скажем, для изменения оптических или электрических свойств наноструктур), он сможет добиться нужного эффекта, обрабатывая поверхности и увеличивая трение.

Достоинствами описанного метода американцы считают его простоту и возможность работы с нанопроводами, изготовленными по разным технологиям. Кроме того, подготовленный полидиметилсилоксановый образец с упорядоченными элементами можно использовать в качестве штампа для переноса проволок на другие подложки.

Рис. 2. Рисунок, полностью аналогичный расположенному выше. Здесь белыми стрелками показано выпрямление нанопроводов, а чёрными — выравнивание их вдоль вертикали. (Иллюстрация из журнала ACS Nano).

Полная версия отчёта будет опубликована в статье:

Feng Xu, John W. Durham, Benjamin J. Wiley, and Yong Zhu Strain-Release Assembly of Nanowires on Stretchable Substrates. – ACS Nano. – 2011. – V. 5. (2). – P. 1556–1563; DOI: 10.1021/nn103183d; Publication Date (Web): February 2, 2011.