Los investigadores del NIST cultivan nanocables hechos de semiconductores (aleaciones de nitruro de galio) depositando átomos capa por capa sobre un cristal de silicio a alto vacío. NIST tiene la capacidad inusual de producir estos nanocables sin utilizar catalizadores metálicos, mejorando así la luminiscencia y reduciendo los defectos. Los nanocables NIST también tienen excelentes factores de calidad mecánica.

Los últimos experimentos, descrito en Materiales funcionales avanzados , mantuvo la pureza y la estructura cristalina libre de defectos de los nanocables NIST mientras controlaban el diámetro y la colocación mejor de lo que han informado otros grupos para los nanocables basados ​​en catalizadores. El control preciso del diámetro y la ubicación es esencial antes de que los nanocables se puedan utilizar ampliamente.

El truco clave en la técnica NIST es hacer crecer los cables a través de orificios definidos con precisión en una máscara similar a una plantilla que cubre la oblea de silicio. Los nanocables del NIST se cultivaron a través de aberturas en máscaras de nitruro de silicio estampadas. Al rededor de 30, Se cultivaron 000 nanocables por oblea de 76 milímetros de ancho. La técnica controlaba la ubicación de los nanocables casi a la perfección. Los alambres crecieron uniformemente a través de la mayoría de las aberturas y estaban ausentes en la mayor parte de la superficie de la máscara.

Las aberturas de la máscara variaban de 300 a 1000 nanómetros (nm) de ancho, en incrementos de 100 nm. En cada apertura de 300 nm o 400 nm, creció un solo nanoalambre, con una forma hexagonal bien formada y una punta simétrica con seis facetas. Las aberturas más grandes produjeron resultados más variables. Las aberturas de 400 nm a 900 nm produjeron nanocables monocristalinos con puntas multifacéticas. Estructuras cultivadas en 1, Las aberturas de 000 nm parecían ser varios cables pegados entre sí. Todos los nanocables crecieron a aproximadamente 1, 000 nm de altura durante tres días.

Los investigadores del NIST analizaron micrografías para verificar la uniformidad de la forma y el tamaño de los nanocables estadísticamente. El análisis reveló áreas casi uniformes de alambres del mismo diámetro, así como formas hexagonales casi perfectas.

El cultivo de nanocables en silicio es un enfoque que los investigadores del NIST están explorando para fabricar dispositivos de "nanocables en un chip". Aunque las temperaturas de crecimiento son demasiado altas (más de 800 grados Celsius) para que las toleren los circuitos de silicio, puede haber formas de hacer crecer los nanocables primero y luego protegerlos durante la fabricación de circuitos, dice el autor principal Kris Bertness. La investigación fue apoyada parcialmente por el Centro de Ciencia y Tecnología a Nanoescala para Transductores Micro / Nano-Electromecánicos Integrados (iMINT) de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) en la Universidad de Colorado en Boulder.