Ajustando a temperatura do substrato, a espessura e o comprimento dos nanofios de bismuto podem ser ajustados em faixas muito amplas (60-400 nm) e (1-> 100 mm), respectivamente.
Os nanofios de bismuto têm possibilidades de aplicações eletrônicas e de coleta de energia intrigantes. Contudo, fabricar esses materiais com alta qualidade e em grandes quantidades é um desafio.
Um grupo do CFN, Laboratório Nacional de Brookhaven, demonstrou uma nova técnica para produzir nanofios de cristal único sobre substratos arbitrários, incluindo vidro, silício, e metal, quando uma camada intermediária de vanádio está presente. A simplicidade da técnica e a universalidade do mecanismo abrem um novo caminho para o crescimento de matrizes de nanofios de uma variedade de materiais.
Este é o primeiro relatório sobre o alto rendimento (> 70%) síntese de nanofios de bismuto cristalino único, um material com propriedades termoelétricas potencialmente exploráveis e intrigantes. Esta técnica produz nanofios de bismuto em quantidades limitadas apenas pelo tamanho do substrato em que são depositados. As dimensões dos nanofios de bismuto podem ser ajustadas em uma faixa muito ampla, simplesmente variando a temperatura do substrato. Avançar, em contraste com outros métodos de fabricação, com esta nova técnica não há necessidade de um catalisador para ativar a produção dos nanofios, evitando assim a contaminação inevitável e permitindo material de alta qualidade.
Capacidades CFN:Síntese e Caracterização de Materiais da CFN, Microscópio eletrônico, e instalações avançadas de sondas de UV e raios-X foram utilizadas para a síntese de nanofios e sua caracterização estrutural.
(a) Aparelho experimental para a síntese de nanofios de bismuto. (b) Imagem SEM mostrando a formação de uma matriz de nanofios fora do plano. (Inserção) A imagem STEM de campo escuro e o padrão de difração de elétrons, respectivamente, indicam que os nanofios têm superfícies lisas e são monocristalinos. (c) O crescimento dos nanofios de bismuto começa a partir da infiltração do filme de vanádio colunar pelo bismuto depositado. Próximo, a liberação da tensão superficial impulsiona o bismuto da película fina para formar um centro de nucleação para crescimento posterior. Finalmente, a deposição e extrusão contínuas e repetidas de bismuto levaram ao crescimento fora do plano de nanofios de bismuto.
