Нанокристаллы имеют широкий спектр существующих и потенциальных применений, но они часто изготавливаются с помощью методов влажной химии, что создает проблемы при их эффективном внедрении в устройства.
Однако исследователи из Центра передового опыта в области экситонной науки ARC продемонстрировали высокоэффективный и управляемый метод сборки отдельных наночастиц непосредственно в предварительно сформированный шаблон.
Они поделились деталями этого метода в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials, в которой рассматривается состояние области и резюмируется их новый подход.
Применяя электрическое поле определенного уровня силы, метод, называемый электрофоретическим осаждением (EPD), исследователи из Мельбурнского университета и австралийского национального научного агентства CSIRO смогли создать почти идеальный одиночный массив нанокристаллов, используя либо золотые наносферы, либо золотые наностержни.
И, настроив потенциал, применяемый к материалам в рамках этого поля, исследователи даже обнаружили, что они могут определять, собираются ли нанокристаллы в вертикальной или горизонтальной конфигурации.
Ведущий автор г-н Хэю Чжан, кандидат наук, сказал: «Обычные методы нанопроизводства обычно производят двумерные наноструктуры.
Благодаря возможности сборки как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях и с пространственным контролем наночастиц на поверхности, этот метод предоставляет гораздо больше возможностей для создания и производства наноразмерных структур."
Хотя рукопись посвящена сборке нанокристаллов золота, этот метод был применен к полупроводниковым квантовым точкам, магнитным наночастицам и органическим наночастицам.
Следующая цель исследования – создание единого переключателя с квантовыми точками, который может быть частью логического элемента или пикселя памяти для хранения информации высокой плотности.
Тем не менее, отраслевые партнеры уже проявляют интерес и к другим направлениям.
«Мы можем использовать собранные массивы нанокристаллов золота в качестве плазмонного пикселя, который представляет собой цветной дисплей с высокой чистотой и насыщенностью цвета», – сказал Хейоу.
"Он обеспечивает очень четкий цвет со свойствами, зависящими от угла или поляризации, что может использоваться в качестве средства защиты или в медицинской визуализации."
Он считает, что этот подход имеет большой потенциал как универсальный метод сборки наноматериалов.
Он сказал: "Мы можем использовать эти частицы для создания реконфигурируемых металлических линз, таких как линзы на вашем телефоне.
"Толщина линзы камеры телефона ограничена оптической геометрией, но с помощью этого метода вы сможете уменьшить ее до микрометрового размера."
Центр ищет партнеров для помощи в расширении нового процесса EPD.
Старший автор, профессор Пол Малвани, директор Центра передового опыта в области экситонной науки ARC, сказал: «Heyou нашел новый подход к крупномасштабному производству наноматериалов. Этот метод осаждения устраняет фундаментальный барьер для нанотехнологий и создает жизнеспособный путь для миниатюризации как оптических, так и электронных устройств."