ИТ-домой По сообщению новостей от 20 июня, исследователи из Университета Сунь Ятсена, Пекинского технологического института и Манчестерского университета в Великобритании впервые использовали жидкофазный трансмиссионный электронный микроскоп для регистрации всего процесса зарождения и роста полупроводниковых наноструктур теллура в жидкой среде в режиме реального времени.
Теллур — полупроводниковый материал с узкой запрещенной зоной, имеющий многообещающие применения в области электронных устройств, термоэлектрического преобразования и оптоэлектронных устройств. Его эффективность во многом зависит от размера и морфологии наноструктур. Соответствующие результаты были опубликованы в академическом журнале «Материо» 18 июня.
Хотя метод жидкофазного синтеза имеет преимущества крупномасштабного производства и относительно низкую стоимость, ученым было трудно напрямую наблюдать, как анизотропная наноструктура теллура начинает формироваться и развиваться в жидкой фазе. В этом исследовании использовалась жидкофазная сканирующая электронная микроскопия для получения in situ изображений процесса электроосаждения наноструктур теллура в режиме реального времени.
Наблюдения показывают, что теллур первоначально выделяется из раствора в виде сферических затравочных частиц, а эти затравки позже действуют как шаблоны для выращивания множества нанопроволок. Во время роста соседние нанопроволоки конкурируют друг с другом за доступное сырье теллура в растворе, влияя на соответствующие локальные скорости роста и структуру ветвления.
Количественные измерения показывают, что локальная скорость роста нанопроволок составляет от 1 до 15 нанометров в секунду под влиянием различных условий электронного луча и соседних структур. В исследовании также наблюдался феномен созревания Оствальда на ранней стадии, что обеспечило механистическую основу для понимания связи между местной химической средой, потоком электронного луча и морфологическим развитием.
Исследование также показало, что добавление в систему наночастиц висмута в качестве затравочных кристаллов существенно меняет механизм роста теллура. В экспериментах по микроскопии добавление висмута увеличивало количество мест зародышеобразования и стимулировало теллур образовывать более разветвленные структуры, напоминающие папоротник. Последующие эксперименты по электроосаждению дополнительно подтвердили, что висмут может снизить восстановительный потенциал, необходимый для осаждения теллура, и значительно увеличить скорость осаждения теллура в тех же условиях. Этот результат показывает, что поведение, наблюдаемое в микроскопии в реальном времени, может быть перенесено на обычный электроосажденный синтез.
Профессор Сара Хей, автор исследования из Манчестерского университета и Национального института графена, сказала, что это исследование позволяет людям впервые увидеть появление и развитие нанопроводов теллура в жидкостях в реальном времени. Непосредственно наблюдая зарождение, рост и ветвление на наноуровне, мы можем начать понимать, как более точно контролировать эти процессы.
Соавтор, доктор Цзоу Ичао, отметил, что затравочный кристалл висмута не только способствует зарождению теллура, но также облегчает и делает его более продуктивным осаждением при фиксированном потенциале, что открывает новые возможности для создания наноструктур теллура с индивидуальной морфологией.
Исследовательская группа считает, что стратегия сочетания жидкофазной электронной микроскопии с контролируемыми добавками может не только описать процесс роста наноструктур, но и обеспечить основу для направленного управления механизмами зарождения и роста наноматериалов. Ожидается, что этот подход ускорит разработку оптимизированных низкоразмерных наноструктур для использования в электронных устройствах, преобразования энергии и датчиков.
IT Home добавляет бумажный адрес:
https://doi.org/10.1016/j.matt.2026.102876
Отказ от ответственности: внешние ссылки перехода (включая, помимо прочего, гиперссылки, QR-коды, пароли и т. д.), содержащиеся в статье, используются для передачи дополнительной информации и экономии времени выбора. Результаты предназначены только для справки. Это утверждение содержится во всех статьях IT House.
