روشهاي ساخت،خواص انتقالي نانوسيم ها(3)

ادامه روش سنتز به کمک قالب

قالبهاي متخلخل را مي توان به وسيله ايجاد شکاف در ذرات شيميايي، ناشي از بمباران يوني نيز بوجود آورد. حفرات ايجاد شده بدين طريق، به صورت تصادفي و با پرکننده هايي با دانسيته  2- cm 7 10 تا2 - cm 9 10 توزيع مي شوند که از دانسيته مشابه در روش آلوميناي آندي، کوچکتر مي باشند. در روش مذکور اگر کنترل اعمال گردد، قطر حفره ها مي تواند از چند صد نانومتر تا حدود 5 نانومتر تغيير نمايد. معمولاً غشاهاي پلي کربنات(که بيشتر در دسترس هستند) در اندازه هاي مختلف ، به صورت گسترده اي در سنتز نانوسيم ها به کمک قالب مورد استفاده قرار مي گيرند.

اخيراً فيلمهاي تک کريستالي ميکا نيز جهت ساخت حفرات بکار گرفته مي شوند. غشاهاي پليمري داراي معايبي مي باشند از جمله اينکه نسبتاً نرم هستند که اين باعث عدم تبيين آسان مورفولوژي حفره ها و ناهموار گشتن سطوح داخلي حفرات مي گردد. همچنين غشاهاي پليمري در مقايسه با فيلم ميکا از نظر گستره دمايي مورد استفاده در حين کار و خواص داراي محدوديت مي باشند چرا که فيلمهاي ميکا در دماهاي بالاي K 770 نيز از پايداري شيميايي برخوردارند. شکل 3 تصاوير SEM حاصل از غشاهاي پلي کربنات و فيلمهاي ميکا را نشان مي دهد. حفرات ايجاد شده در غشاهاي پليمري تا حدودي استوانه اي هستند. به دليل نرخ نامنظم رشد شکافها، سطح مقطع حفرات در فيلمهاي ميکا داراي نمايي الماس گونه مي باشند.

همچنين استفاده از نانوکانالهاي شيشه اي (NCG) جهت سنتز نانوسيم ها به کمک قالب پيشنهاد شده است. اين نانوکانالها شامل آرايه هاي هگزاگونال منظم شبيه آنچه که در آلوميناي آندي بدان اشاره شده مي باشند که به وسيله مرتب سازي دو شيشه غيريکسان در يک ترکيب معين بدست مي آيند.

شکلa) 4 ) نقش ميله هاي استوانه اي شکل شيشه اي درون يک اسيد را به عنوان هسته هايي درون يک ماتريس هگزاگونال پر شده که به صورت لوله هاي شيشه اي مي باشند، نشان مي دهد. کاهش سطح مقطع اين آرايه ها از طريق خودآرائي هسته – لوله که در دماهاي بالا صورت مي¬گيرد امکان پذير مي باشد. با تکرار اين فرآيند قطر کانال به ابعادي در حدود nm 33 خواهد رسيد که دانسيته پر کننده هاي آن برابر 10 10× 3 حفره در هر 2 cm است. نهايتاً اين هسته هاي شيشه اي ميله مانند از اسيد جدا گشته و به شکل حفره هاي استوانه اي درمي آيند. شکل 4 (b)تصاوير NCG را که در يک محفظه هگزاگونال به شکل کانالهايي با قطر nm 33 مرتب شده اند، نشان مي دهد.

ممکن است از مواد متخلخل ديگري در ساخت نانوسيم استفاده شود. غربالهاي مولکولي متخلخل با نام  MCM-41 داراي حفره هاي منظم هگزاگونال با قطر کانالهاي بسيار کوچک مي باشند که بين 2 تا 10 نانومتر متغير بوده و جهت ساخت قالبهاي فوق مولکولي بر پايه سورفکتانت ها استفاده مي شوند. مولکول سورفکتات شامل يک سر آبدوست با تمايل شديد به آب و يک دم آب گريز مي باشد. در حضور آب، انواع سورفکتانت دستخوش تراکم خود به خودي شده و به صورت ساختارهايي متشکل از مولکولهاي به هم پيوسته micellar در مي آيند. در حاليکه سرآبدوست micellar به طرف خارج و در تماس با آب قرار دارد، دم آب گريز در هسته micellar جاي دارد تا تماس با آب را به حداقل برساند سپس هسته سيليکاتي بعد از آنکه روي آرايه هاي مرتب شده micellar رسوب مي کند. در حضور تعداد کافي از micellar به منظور تشکيل يک ساختار بزرگ آلي – غيرآلي، اقدام به خودآرائي مي نمايد. پس از آن مي توان سورفکتانت هاي آلي را جهت بدست آوردن حفره هاي استوانه اي شکل هگزاگونال به وسيله تصفيه حرارتي از ساختار مذکور جدا نمود. اخيراً از مولکول DNA به عنوان قالب جهت رشد نانوسيم ها استفاده مي شود.

در روش سنتز نانوسيم ها به کمک قالب حفرات موجود در قالب به وسيله مواد مشخصي به چندين روش پر مي شود. روشهاي تزريق تحت فشار ،رسوب الکتروشيميايي و رسوب بخار در بخشهاي بعدي اين مقاله مورد بررسي قرار گرفته اند.