تغییر ساختار نواری گالیوم آرسنید با ضخامت نانوسیم‌ها
پژوهش گرانی از دانشگاه لوند در سوئد، تک نانوسیم های پیوسته ای از گالیوم آرسنید را رشد داده اند که بخش هایی از فازهای ورتزیت و زینک بلند را در خود دارد. آن ها با استفاده از طیف سنجی فوتولومینسانس نشان داده‌اند که محدودشدگی فضایی در طول شعاع یک نانوسیم به خم شدگی ساختار نواری ماده می انجامد.
بین سطحی گالیوم آرسنید ورتزیت/زینک بلند
با توجه به اینکه در سال های اخیر گالیوم آرسنیدِ با ساختار ورتزیت و زینک بلند خالص با موفقیت رشد یافته اند، هنوز از بسیاری از ویژگی های اساسی این مواد پرده برداشته نشده است. با این حال هم راستایی نوارهای رسانش و ظرفیت در بین سطحی گالیوم آرسنید ورتزیت و زینک بلند (نامتجانس نوع دو) علاقه ی فراوانی را به جهت پتانسیل آن برای استفاده در قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی جلب کرده است.
نانوسیم‌ها کاربردهای عملی در قطعات فوتوولتائیک، الکترونیک و اپتوالکترونیک آینده خواهند داشت.
وقتی فاز ورتزایت مابین فازهای زینک بلند ساندویچ می شود، کمینه ی نوار رسانش و بیشینه ی نوار ظرفیت به شکل فیزیکی در دو ماده ی مختلف ازهم جدا می شوند. این جهت گیری نوارهای انرژی به جداسازی جفت های الکترون-حفره فوتوالقایی در طول بین سطحی نامتجانس کمک می کند که برای کاربردهای فوتوولتائی لازم است.
طیف سنجی فوتولومینسانس نانوسیم ها
برای تحقیق در مورد اثر اندازه ی نانوسیم ها بر روی جداسازی نواری، ایرنه گیزیلرز ( Irene Geijselaers ) و تیمش طیف سنجی فوتولومینسانس را بر روی تعدادی از نانوسیم های گالیوم آرسناید انجام داده اند که از ۷۰ تا ۱۵۰ نانومتر قطر دارند.
آن ها نانوسیم ها را با استفاده از هم آرایی فاز بخار فلز-آلی ( MOVPE ) با استفاده از نانوذرات طلا به عنوان کاتالیست رشد داده اند. این پژوهش‌گران توانسته‌اند بین رشد فازهای ورتزیت یا زینک‌بلند گالیوم آرسنید سویچ کنند. این روش هیچ نیازی به تغییر دمای رشد (که ممکن است به تنش و درنتیجه نقص در نانوسیم‌ها منجر شود) ندارد و بین‌سطحی‌های اتمی تیزی را مابین دو فاز ایجاد می‌کند. بعلاوه آن‌ها توانسته‌اند قطر نانوسیم‌ها را با قطر نانوذرات طلا که به عنوان کاتالسیت استفاده شده‌اند، کنترل کنند.
وقتی قطر نانوسیم افزایش می‌یابد، انرژی گذار (گاف انرژی مابین نوارهای رسانش و ظرفیت) کاهش می‌یابد. این پژوهش‌گران توضیح داده‌اند که این نتیجه به خاطر افزایشی است که در خم‌شدن ساختار نواری در نانوسیم‌های ضخیم در مقایسه با نانوسیم‌های باریک‌تر دیده می‌شود.
در این مقاله، نویسندگان خاطر نشان کرده‌اند که «نتایج ما دقت مدل‌سازی‌های آتی از ویژگی‌های الکترونی نامتناجس‌های ورتزیت-زینک‌بلند گالیوم آرسنید و دیگر مواد چندضلعی مهندسی شده را بهبود خواهد بخشید».
منبع: