روشی برای تولید مستقیم نانوحفره با قطر کمتر از ده نانومتر

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، به نقل از ستاد نانو، این مطالعه را دانشمندان مرکز تحقیقات مواد انستیتوی فیزیک مدرن (IMP) آکادمی علوم چین (CAS) با کمک همکار آن‌ها در انستیتوی مشترک تحقیقات هسته‌ای، روسیه انجام داده اند.

 

ساخت نانوحفره‌های حالت جامد با کیفیت بالا برای کاربرد‌های تشخیص مولکول منفرد، دستگاه‌های نانوفلوئیدی و غشا‌های نانوالتر از اهمیت زیادی برخوردار است. محبوب‌ترین روش برای ساخت نانوحفره در فیلم‌های معدنی مانند SiN، SiO ۲ و Al ۲ O ۳ استفاده از یون یا پرتو الکترونی متمرکز است.

 

با این حال، سیستم بازخورد یا تصویربرداری مستقیم مورد نیاز است و با این کار فقط یک نانوحفره واحد را می‌توان در یک زمان ساخت، که تولید انبوه را محدود می‌کند. بنابراین، لازم است که روش جدیدی ابداع شود که می‌تواند نانوحفره‌های قابل کنترل از نظر اندازه و چگالی ایجاد کند، بدون این که به هیچ‌گونه سیستم بازخوردی نیاز باشد.

 

با استفاده از امکانات مرکز تحقیقاتی یون سنگین در لانژو (HIRFL)، دانشمندان از تابش یون‌های سنگین سریع، برای تولید نانوحفره روی WO ۳ استفاده کردند.

 

علاوه بر این، آن‌ها از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای توضیح مکانیسم اساسی این فرآیند استفاده کردند. مشخص شد که ویسکوزیته و تنش سطحی فاز مذاب گذرا ناشی از عبور یون‌های سنگین سریع از جمله عوامل موثر در تولید این نانوحفره‌ها است.

 

دانشمندان با انتخاب یون‌های مختلف، نانوحفره‌هایی با اندازه ۱٫۸ تا ۷٫۴ نانومتر در نانوورق‌های WO ۳ ایجاد کردند. آن‌ها می‌توانند با کنترل تعداد یون‌های عبوری، چگالی نانوحفره‌ها را کنترل کنند.

 

این روش جدید تولید نانوحفره، که شامل هیچ فرآیند اچینگ شیمیایی نیست، پتانسیل ویژه‌ای برای کاربرد‌های گسترده دارد. این کار راه را برای ساخت نانوذرات حالت جامد در مواد با ویسکوزیته کم و تنش سطحی با استفاده از یون‌های سنگین سریع هموار می‌کند.