Новый метод получения наночастиц

Инженеры из Арканзасского университета и Университета Юты (оба — США) представили новый метод получения наночастиц и наноплёнок, которые могли бы пригодиться в производстве электроники завтрашнего дня, в биосенсорах и определённых типах микроскопов, используемых в научных изысканиях.

Технология, основанная на уникальном химическом процессе (толика подробностей — чуть ниже), позволила получить наночастицы золота на кремниевой подложке, отличающиеся сверхмалыми размерами, высокой плотностью и управляемой равномерностью распределения по поверхности.

Специальная техника напыления обеспечивает быстрое покрытие хрупких, а также внутренних поверхностей, обладающих объёмом, при комнатных температуре и давлении, причём без необходимости использования проводящих субстратов или сложного (дорогого) оборудования.

Подход, продемонстрированный американскими исследователями, заключается в кардинальном улучшении широко применяемого метода нанесения атомарных плёнок из раствора на активированные оловом поверхности. В данной случае использовался новый метод непрерывного напыления, за которым последовал нагрев нанесённых атомов для придания отдельным «островкам» наноразмерного материала желаемой формы. В результате были получены сферические наночастицы с размерами от 5 до 300 нм. Причём размер наночастиц полностью контролируется условиями проводимого эксперимента.



Кейт Ропер, руководитель исследований, профессор Арканзасского университета (фото University of Arkansas).

Немного подробностей собственно о методе нанесения плёнки авторы раскрывают в выданном им патенте. Вначале подложка покрывается плёнкой серебра, на которую наносятся микрокапли раствора, содержащего золотые квасцы вида Na3Au(SO3)2 — прекурсора для золотых наночастиц.

Далее происходит гальваническое замещение менее благородного металла, серебра, атомами (агрегирующими затем в наночастицы) золота.

Покрытия изучались микроскопическими и спектроскопическими методами анализа.

Было показано, что новые ультратонкие плёнки являются более гладкими, чем традиционные покрытия, полученные испарением-осаждением золота — а значит, могут обладать лучшими оптическими свойствами, такими как, например, уменьшенное рассеяние на нерегулярностях поверхности.

Подобные свойства важны для фотоэлектрических ячеек солнечных батарей, где тонкие металлические слои сильно влияют на локальные электромагнитные поля. Более гладкие плёнки также способны серьёзным образом улучшить чувствительность и увеличить фототок.

Результаты работы были опубликованы в изданиях Langmuir и Journal of Physical Chemistry C, а также оформлены в качестве патента 8,097,295.

Источник