Репортаж от Wedoany，Исследователи из Национального института графена Манчестерского университета (National Graphene Institute, University of Manchester) и Университета Сунь Ятсена (Sun Yat-sen University) впервые с помощью жидкофазной просвечивающей электронной микроскопии в реальном времени зафиксировали процесс формирования и роста полупроводниковых наноструктур теллура в жидкой среде.
Теллур — важный полупроводниковый материал, широко применяемый в электронных, термоэлектрических и оптоэлектронных устройствах, причём его свойства во многом зависят от формы и размеров наноструктур. Точный контроль процесса роста имеет решающее значение для оптимизации характеристик устройств. Ранее учёным было сложно напрямую наблюдать детали зарождения и роста наноструктур теллура в жидкой фазе.
С помощью жидкофазной просвечивающей электронной микроскопии (liquid-phase transmission electron microscopy) исследовательская группа наблюдала весь процесс выделения теллура из раствора и его самопроизвольной организации в наноструктуры. Изначально в растворе появлялись сферические частицы-«зародыши», из которых затем вырастали тонкие нанопроволоки. По мере роста несколько нанопроволок начинали конкурировать за доступный теллур в растворе, что приводило к значительным различиям в скорости роста и ветвлении разных нанопроволок.
Количественные измерения показали, что скорость роста составляет от 1 до 15 нанометров в секунду в зависимости от условий облучения электронным пучком и наличия соседних нанопроволок. Это исследование впервые количественно связало локальную кинетику роста с фактической конкуренцией между наноструктурами в растворе.
Исследование также показало, что добавление в систему наночастиц висмута существенно изменяет механизм формирования теллура. Введение висмута увеличивало количество центров зарождения, что приводило к образованию более разветвлённых структур, напоминающих папоротник. Дополнительные эксперименты по электроосаждению подтвердили, что висмут снижает потенциал, необходимый для осаждения теллура, и увеличивает общий выход теллурового материала в тех же условиях.
Исследователи отмечают, что наблюдение за ростом в реальном времени позволяет прогнозировать и контролировать поведение системы в стандартных условиях синтеза. Профессор Сара Хей (Sarah Haigh) указала, что это первое прямое наблюдение появления и эволюции нанопроволок теллура в жидкой среде, что поможет добиться более точного контроля их формы и структуры. Соавтор исследования И-Чао Цзоу (Yi-Chao Zou) добавил, что эффект висмута воспроизводим как в микроскопических экспериментах, так и при классическом электроосаждении, что открывает новые пути для направленного дизайна наноструктур.
Авторы считают, что сочетание жидкофазной электронной микроскопии с контролируемыми добавками позволяет не только описывать, но и направленно регулировать механизмы зарождения и роста наноматериалов. Этот метод может ускорить разработку наноструктур теллура для электронных устройств, преобразователей энергии и сенсорных систем, где требуются исключительно точные параметры на нанометровом уровне.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
