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  • Crecimiento escalable de nanocables de bismuto de alta calidad

    Ajustando la temperatura del sustrato, el grosor y la longitud de los nanocables de bismuto se pueden ajustar en rangos muy amplios (60-400 nm) y (1-> 100 mm), respectivamente.

    Los nanocables de bismuto tienen interesantes posibilidades de aplicación electrónica y de recolección de energía. Sin embargo, fabricar estos materiales con alta calidad y en grandes cantidades es un desafío.

    Un grupo en el CFN, Laboratorio Nacional Brookhaven, ha demostrado una nueva técnica para producir nanocables monocristalinos sobre sustratos arbitrarios, incluyendo vidrio, silicio, y metal, cuando hay una capa intermedia de vanadio. La simplicidad de la técnica y la universalidad del mecanismo abren una nueva vía para el crecimiento de matrices de nanocables de una variedad de materiales.

    Este es el primer informe sobre el alto rendimiento (> 70%) síntesis de nanocables monocristalinos de bismuto, un material con propiedades termoeléctricas potencialmente explotables e intrigantes. Esta técnica produce nanocables de bismuto en cantidades limitadas únicamente por el tamaño del sustrato sobre el que se depositan. Las dimensiones de los nanocables de bismuto se pueden ajustar en un rango muy amplio simplemente variando la temperatura del sustrato. Más lejos, en contraste con otros métodos de fabricación, con esta nueva técnica no es necesario un catalizador para activar la producción de los nanocables, evitando así la contaminación inevitable y permitiendo material de alta calidad.

    Capacidades de CFN:Síntesis y caracterización de materiales de CFN, Microscopio de electrones, y Se utilizaron instalaciones avanzadas de sondas de rayos X y UV para la síntesis de nanocables y su caracterización estructural.

    (a) Aparato experimental para la síntesis de nanocables de bismuto. (b) Imagen SEM que muestra la formación de una matriz de nanocables fuera del plano. (Recuadro) La imagen STEM de campo oscuro y el patrón de difracción de electrones, respectivamente, indican que los nanocables tienen superficies lisas y son monocristalinos. (c) El crecimiento de los nanocables de bismuto comienza a partir de la infiltración de una película de vanadio columnar por el bismuto depositado. Próximo, la liberación de la tensión superficial impulsa el bismuto de la película delgada para formar un centro de nucleación para un mayor crecimiento. Finalmente, la deposición y extrusión continuas y repetidas de bismuto condujo al crecimiento fuera del plano de los nanocables de bismuto.




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