|
Az elektronikai eszközökben - a számítógépektől a mobiltelefonokig - egyre finomabb rajzolatú áramköröket alkalmaznak, ez teszi lehetővé az eszközök rohamléptékkel zajló miniatürizálását. Ha a jelenleg általános 100 nanométeres mérettartományról a 10 nanométer közelébe akarnak lemenni a tervezők, akkor a szilíciumszeletek helyett más megoldást kell találniuk. Erre több jelölt is van: szén-nanocsövek, molekuláris kapcsolók, nanoméretű szilíciumdrótok.
A Nature online kiadásában közölt tanulmányukban J. B. Hannon és munkatársai elektronmikroszkóp alatt követték nyomon szilícium-nanodrótok növesztését, és eközben találkoztak a tisztaság okozta nehézségekkel. A szilícium-nanodrótok gyártástechnológiáját még az 1990-es években dolgozták ki. Kis fémcseppben (rendszerint aranyban) nyeletnek el egy gáz halmazállapotú szilíciumvegyületet. Az arany olyan mennyiségben képes elnyelni szilíciumot, hogy a kialakuló arany-szilícium ötvözet szilíciumban túltelítetté válik. A következő lépésben a szilícium hengeres egykristály formában kiválik - az így születő nanodrót átmérőjét az eredeti aranycsepp mérete határozza meg. Ha a drótnövesztést egy szilíciumlapka felszínén végzik, akkor a drót kristályszerkezete pontosan követi a lapka kristályszerkezetét.
Az egymás melletti aranycseppekből növesztett félvezető drótszálak kialakulását eddig egymástól független történéseknek tartották. Hannon azonban megmutatta, hogy a függetlenség nem teljesül, ugyanis az ún. ultratiszta nagyvákuumban a nagyobb aranycseppek a kisebbek rovására megnövekedtek, a kicsikből a nagyobbakba diffundált, vándorolt át az anyag. A kis cseppek felszívódtak, belőlük már nem nőtt tovább nanodrót.
Ez lehetetlenné tenné egyforma drótszálak milliószámra való gyártását, a nanodrótok átmérője és hossza megengedhetetlenül nagy eltéréseket mutatna. A problémának szerencsére van megoldása: már kevés oxigén is hatékonyan meggátolja, hogy az arany vándoroljon a cseppek között. Kellő mennyiségű oxigén jelenlétében a cseppek egymástól függetlenül növesztik a drótszálakat. Ez az a ritka és váratlan eset, amikor a rendkívüli tisztaság túlzottnak és kártékonynak bizonyult.
Jéki László
[origo]
|
