Abstract
Her er en kernefri og template-fri teknik vist sig at vokse skalerbart bismuth nanowires, ved termisk fordampning i højvakuum ved stuetemperatur. Konventionelt reserveret til fremstilling af metal tynde film, termisk fordampning indskud bismuth i et array af vertikale enkelt krystallinske nanowires over en flad tynd film af vanadium holdt ved stuetemperatur, hvilket er frisk afsættes ved magnetronforstøvning eller termisk fordampning. Ved at styre temperaturen af dyrkningssubstratet længden og bredden af nanowires kan indstilles over et bredt område. Ansvarlig for denne hidtil ukendte teknik er en hidtil ukendt Nanotråd vækst mekanisme, rødder i den milde porøsiteten af vanadium tynd film. Infiltreret i vanadium porer, bismuth domæner (~ 1 nm) bærer overdreven overfladeenergi der undertrykker deres smeltepunkt og løbende ekskluderer dem ud af vanadium matrix til dannelse af nanowires. Denne opdagelse viser gennemførligheden af skalerbare dampfase synthESIS med høj renhed nanomaterialer uden brug af katalysatorer.
Introduction
Nanotråde begrænse transporten af ladningsbærere og andre quasiparticles, såsom fotoner og plasmoner i en dimension. Derfor nanotråde normalt udviser nye elektriske, magnetiske, optiske og kemiske egenskaber, der giver dem næsten uendelige muligheder for applikationer i mikro / nano elektronik, fotonik, biomedicinske, miljømæssige og energirelaterede teknologier. 1,2 I løbet af de sidste to årtier, talrige top-down og bottom-up tilgange er blevet udviklet til at syntese en bred vifte af høj kvalitet metal eller halvleder nanotråde i laboratorieskala. 3-6 trods af denne udvikling, hver tilgang bygger på visse unikke egenskaber slutproduktet for sin succes. For eksempel, den populære damp-væske-faststof (VLS) metode er bedre egnet til halvledermaterialerne, der har højere smeltepunkter og danner eutektisk legering med tilsvarende katalytiske "frø". 7 Som følge syntesen af et Nanotrådmateriale af særlig interesse, kan ikke være omfattet af eksisterende teknikker.
Som semimetal med små indirekte band overlap (-38 MeV ved 0 K) og usædvanligt lette ladningsbærere, bismuth er et sådant eksempel. Materialet opfører sig radikalt anderledes ved reduceret dimension i forhold til dens bulk, som quantum indespærring kunne slå bismuth nanowires eller tynde film i en smal båndgab halvleder. 8-12 I mellemtiden overfladen af bismuth danner en kvasi-to-dimensional metal der er væsentlig mere metallisk end dens bulk. 13,14 Det blev vist, at overfladen af bismuth opnår en elektron mobilitet 2 × 10 4 cm2 V -1 sek -1 og bidrager stærkt til dens termoelektriske effekt i nanotrådene form. 15 Som sådan, er der betydelige interesser på at studere bismuth nanotråde til elektronisk og især termoelektriske anvendelser. 12-16 Men på grund af bismuth meget lavesmeltepunkt (544 K) og parathed til oxidation, er det stadig en udfordring at syntese af høj kvalitet og enkelt krystallinsk bismuth nanotråde ved hjælp af traditionelle fase damp eller løsning fase teknikker.
Tidligere er det blevet rapporteret af nogle få grupper, enkelt krystallinske bismuth nanowires vokse ved lavt udbytte under vakuum aflejring af bismuth tyndfilm, hvilket tilskrives frigivelsen af stress indbygget i filmen. 17-20 Senest opdagede vi en hidtil ukendt teknik, der er baseret på termisk fordampning af bismuth under højvakuum og fører til skalerbar dannelse af enkelte krystallinske bismuth nanotråde ved højt udbytte. 21 Sammenligning med tidligere rapporterede fremgangsmåder, den mest enestående træk ved denne teknik er, at vækstsubstratet er frisk overtrukket med et tyndt lag af nanoporøse vanadium før bismuth deposition. Under dennes termisk fordampning, bismuth damp infiltrerer ind i nanoporøse struktur vanAdium film og kondenserer der som nanodomains. Da vanadium ikke befugtes af kondenseret bismuth, er de infiltrerede domæner efterfølgende udstødes fra vanadium matrix til at frigive deres overfladeenergi. Det er den kontinuerlige udvisning af bismuth nanodomains der danner lodrette bismuth nanotråde. Da bismuth domæner er kun 1-2 nm i diameter, de er underlagt en betydelig smeltepunkt undertrykkelse, hvilket gør dem næsten smeltet ved stuetemperatur. Som et resultat heraf nanowires væksten fortsætter med substratet holdes ved stuetemperatur. På den anden side, da migration af bismuth domæner termisk aktiveres, længde og bredde af nanowires kan indstilles over et bredt område ved at styre temperaturen af substratet vækst. Denne detaljerede video protokol er beregnet til at hjælpe nye praktikere på området undgår forskellige fælles problemer forbundet med fysisk dampudfældning af tynde film i en høj vakuum, ilt-frit miljø.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Forsigtig: Se venligst alle relevante materiale sikkerhedsdatablade (MSDS) før brug. Nanomaterialer kan have yderligere risici i forhold til deres omfang modstykke. Brug venligst alle passende sikkerhedsforanstaltninger ved håndtering af nanomaterialer-dækket substrater, herunder anvendelse af tekniske kontroller (stinkskab) og personlige værnemidler (sikkerhedsbriller, handsker, kittel, fuld længde bukser, lukket tå sko).
1. Forberedende arbejde
- Fremstilling af dampaflejring systemet
- Vent afsætningskammeret til atmosfæren pres og åbne kammeret. Den udluftning gøres ved at trykke på "Start PC Udluftning" knappen på kontrol software interface, som automatisk starter en sekvens, udlufte kammeret til atmosfæren tryk. På at nå atmosfæren trykket åbne kammeret ved at trække den forreste Adgang døren.
- Montere en wolfram fordampning båd (aluminiumoxidovertrukne) mellem et par elektroder termisk fordampning. Placer 1g bismuth pellets i fordampningen båden.
- Montere en vanadium sputtering mål til magnetronforstøvning kilde. Der henvises til trin 1.1.4) til aflejring, der ikke er udstyret med et forstøvningsapparat kilde.
- (Valgfri, for deposition system, der ikke er udstyret med en sputtering kilde) Monter en wolfram fordampning båd mellem et par termisk fordampning elektroder. Placer 0,5 g vanadium snegle i fordampning båd.
- Tilslut mini-banan-stik (to til opvarmning / køling magt og to for temperatur probe) af lukket sløjfe temperatur controlleren til elektriske gennemføring af depositionen systemet.
- Fremstilling af vækstsubstrater
Bemærk: Dannelsen af bismuth nanowires er ufølsom over for væksten substrat af valg. Lignende resultater er opnået fra objektglas, silicium wafer eller metalplader. Det anbefales af forfatterne, at substratet skal rengøres umiddelbart før dampenudfældningsproces, med henblik på at opnå et ensartet vedhæftning af vanadium underlaget. Forskellige substrat rengøring teknikker, herunder plasma rengøring og våd kemisk rensning, kan anvendes og føre til lignende resultater.- Rengøring af vækstsubstrater med oxygen plasma
- Placer substrater vækst i et plasma renere og pumpe kammeret, ved at trykke på "VAC ON" knappen, til sin base tryk på 10 mTorr.
- Åbn oxygengassen ventil og introducere ilt gas til kammeret ved at trykke på "gas på" knappen på frontpanelet og justere flowhastigheden ved at trykke på "INCR" og "DECR" knapper til kontrol gasstrømmen for at opretholde et kammertryk på ca. 100 mTorr.
- Indstil plasma magt på 20 W ved at trykke på "INCR" og "DECR" knapper til effektstyring og antænde plasmaet ved at trykke på "RF ON" knappen.
- Vent i 5 min, før du slukker plasma ved at trykke på "; RF ON ". Knappen Vent kammeret ved at trykke på" knappen UDLUFT "og hente de substrater.
- Rengøring af vækstsubstrater ved vådkemisk metode
- Fordyb substrater vækst i acetone indeholdt i et bæger. Bægerglasset anbringes i en ultrasonikator og lydbehandling i 2 minutter ved maksimal effekt.
- Fjern substraterne fra bægeret og skyl dem med en strøm af absolut alkohol fra en vaskeflaske i 30 sek.
- Tør substraterne i en strøm af nitrogengas.
- Rengøring af vækstsubstrater med oxygen plasma
- Substrat lastning og deposition systemet pumpning
- Monter substratet temperaturkontrol fast på substratholderen.
- Brug fjederklemmer at montere substraterne vækst oven på Peltier køler / varmeaggregat.
- Montere færdigsamlet substrat holderen i dampaflejringskammeret, med substraterne står depositionsmaalingerne kilder. Tilslut de elektriske gennemføringer tilPeltier køler / varmeaggregat.
- Luk substratet lukkeren for at undgå utilsigtet deposition til substratet.
- Begynd at pumpe ned afsætningskammeret. Den pumpning sker ved at trykke på "Start PC Pumpning" knappen på kontrol software interface, som automatisk starter en sekvens, pumpe kammeret til sin base pres.
2. Vækst af bismuth nanotråde
Bemærk: Eksperimentet ikke videre til næste trin, indtil bunden trykket i afsætningskammeret har nået 2 × 10 -6 Torr eller derunder.
- Aflejring af vanadium underlag
Bemærk: Den bedste eksperimentelle reproducerbarhed opnås, når vanadium underlaget er deponeret af magnetronforstøvning metode. I mangel af et forstøvningsapparat kilde, høj reproducerbarhed kan også stadig opnås ved aflejring af vanadium underlaget ved hjælp af termisk fordampning fremgangsmåde, forudsat at deposition systsa lavt udgangspunkt tryk (≤ 5 × 10 -7 Torr). Se trin 3.1.2 for detaljerne.- Vanadium deposition med en magnetronforstøvning kilde.
- Start argon flow i sputtering kilde. Indstil flow til 40 SCCM.
- Juster turbomolekylær pumpens revolution sats for en kammertryk på 2,5 mTorr.
- Mens kammeret gradvist er ved at nå et stabilt niveau pres, indstille tykkelsen kalibreringsfaktorer til QCM. For vanadium, densiteten er 5,96 g / cm3 og Z-faktoren er 0.530.
- Tænd for DC sputtering kilde og sæt strøm på 200-250 W. For deposition, der drives af forfatterne, deposition sats er omkring 0,4 A / sek ved denne magt. Uden at åbne underlaget lukkeren, holde kilden kører i 2 min.
BEMÆRK: Gennem dette trin det native oxid på vanadiumkilden fjernes, udsætter friske vanadium overflade. - Åbn underlaget lukkeren for at starte vanadium deposition. I mellemtiden nulstille akkumulerede tykkelse af QCM til nul.
- Fortsæt deposition, indtil en tilsyneladende tykkelse på 20 nm er akkumuleret pr QCM læsning. Luk substratet lukkeren.
- Gradvist sænke sputter magt til nul. Sluk for kilden fra.
- Luk for argon flow. Returnér turbomolekylær pumpe til sin fulde magt.
- (Valgfri, for deposition system, der ikke er udstyret med en sputtering kilde) Vanadium aflejring med en termisk fordampning kilde.
- På grund af den høje smeltepunkt af vanadium (1.910 ° C) og sin vilje til at oxidation, anbefales det, at dens termisk fordampning skal gennemføres ved en base tryk på 5 × 10 -7 Torr eller lavere.
- Indstil tykkelsen kalibreringsfaktorer til QCM. For vanadium, densiteten er 5,96 g / cm3 og Z-faktoren er 0.530.
- Tænd for termisk fordampning strømforsyningen til vanadiumkilden.Langsomt øge opvarmning strøm til wolfram båden indtil vanadium snegle smelte.
- Med underlaget lukkeren holdes lukket, langsomt øge varmeeffekten indtil en deposition på 2 Å / sek opnås, pr QCM læsning. Åbn substratet lukkeren at starte vanadium deposition. I mellemtiden nulstille akkumulerede tykkelse af QCM til nul.
- Fortsæt deposition, indtil en tilsyneladende tykkelse på 50 nm er akkumuleret. Luk substratet lukkeren.
- Gradvist sænke termisk fordampning magt til nul. Sluk for kilden fra.
- Vanadium deposition med en magnetronforstøvning kilde.
- Aflejring af bismuth nanotråde
- For bismuth deposition ved en temperatur over eller under stuetemperatur, indstilles den ønskede værdi for temperaturregulatoren. Vent, indtil den ønskede temperatur er nået.
- Indstil tykkelsen kalibreringsfaktorer til QCM. For bismuth er massefylden 9,78 g / cm3 og Z-faktoren er 0.790.
- Tænd for termisk fordampning magt supply til bismuth kilde. Langsomt øge opvarmning strøm til wolfram båden indtil deposition på 2 Å / sek opnås, pr QCM læsning.
- Åbn substratet lukkeren at starte bismuth deposition. I mellemtiden nulstille akkumulerede tykkelse af QCM til nul.
- Fortsæt deposition, indtil en tilsyneladende tykkelse på 50 nm er akkumuleret. Luk substratet lukkeren.
- Gradvist sænke termisk fordampning magt til nul. Sluk for kilden fra.
- Sluk strømforsyningen til termisk el køler / radiator.
- Vent afsætningskammeret til atmosfæren pres og åbne kammeret. Hent substratholderen og indsamle bismuth nanotråde omfattede substrater.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Tværsnitsarealerne SEM billeder af vanadium underlayers dannet af magnetronforstøvning og termisk fordampning metoder er vist i figur 2. Scanning elektronmikroskopi (SEM) billeder præsenteres for bismuth nanotråde dannet ved forskellige substrat temperaturer (Figur 3). Krystalstrukturen af bismuth nanowires bestemmes ved transmissionselektronmikroskopi (TEM), selektiv område elektron diffraktion (Sæd) og røntgendiffraktion (XRD) undersøgelser (figur 4). Grundstofanalyse af energy dispersive Røntgenspektroskopi viser, at de bismuth nanowires ikke legeret med vanadium underlaget (figur 4).
Figur 1. Layout af underlaget temperatur kontrol enhed. Er Enheden samles ved termisk lime en Peltier skrive rmoelectric modul til en køleplade ved hjælp sølv fyldt epoxy. Platinum FTU er limet til det øverste (arbejds) overflade af modulet til at overvåge arbejdstemperatur. Vækstsubstratet er fastgjort til toppen af termoelektriske modul ved fjederklips (ikke vist). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2. SEM billeder af vanadium film frisk aflejret over siliciumsubstrat, henholdsvis magnetronforstøvning (A) og termisk fordampning (B). Som det fremgår af deres vertikale tværsnit, begge film har en søjleformet og lidt porøs struktur. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3. SEM billeder af bismuth indskud med substraterne afholdt ved forskellige temperaturer: (A) 273K, (B) 285 K, (C) 298 K, (D) 323 K, og (E) 348 K. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4. Karakterisering af bismuth nanowires (A, B) transmissionselektronmikroskopi (TEM), (C) røntgendiffraktion (XRD) og (D) energy dispersive X-ray (EDX) spektroskopi. Indsatsene af paneler (A) og (B) viser henholdsvis de tilsvarende selektive område elektron diffraktion (Sæd) mønstre. I panel (C) X-ray diffraktion mønster af bismuth nanotråde er vist i sort streg, mens de lodrette røde linjer angiver diffraktionstoppen steder og intensiteter af bulk rhombohedral bismuth, i henhold til dens almindelig el diffraktion fil (PDF # 01-071-4643). Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Væksten af bismuth nanotråde skal gennemføres i et fysisk dampudfældning med mindst to deposition kilder, én for bismuth og en anden for vanadium. Det anbefales, at en af kilderne er en magnetron sputtering kilde, til udfældning af vanadium. Højvakuum opnås ved en Turbomolekularpumper bakkes op af en tør rulle pumpe. Dampen deposition er udstyret med en kalibreret kvartskrystalmikrovægt (QCM) i overvågning situ tykkelse. Dampudfældning systemet har elektriske gennemføringer for lukket sløjfe temperaturkontrol af substraterne vækst. En termoelektrisk temperaturregulator giver opvarmning / køling til substratet ved hjælp af en Peltier-typen keramisk plade termoelektrisk modul, der er termisk limet på en køleplade. Substrat temperatur overvåges af en platin modstand temperatur detektor (FTU). Der henvises til figur 1 for en illustration af substratet temperaturstyringsenheden.
Sammenholdt med eksisterende metoder i litteraturen, den foreliggende teknik muliggør højt udbytte (> 70%) dannelse af enkelte krystallinsk bismuth nanowires. Teknikken er også vigtig for dens skalerbarhed: mængden af bismuth nanowires deponeres er kun begrænset af substratet størrelse. For en vellykket vækst i bismuth nanotråde, er det kritisk vigtigt at deponere en nanoporøst vanadium tynd film, der er konsekvent fri for oxidation. Vanadium er valgt for sin høje smeltepunkt (1.910 ° C), hvilket gør det nemt at danne en porøs film, når afsættes over en kold substrat. Andre højtsmeltende metaller, såsom titanium (smp 1.668 ° C), kan fremme bismuth nanowires vækst på en lignende måde. Vist i figur 2 er SEM billeder af vanadium tynde film deponeret af magnetronforstøvning (a) og termisk fordampning (b) metoder, som begge udviser betydelig porøsitet. Som opdaget i vores tidligere undersøgelse, er det nødvendigt for infiltreret bismuth domæner at være ikke-befugtning til vanadium, således at de kan udstødes fra den porøse matrix vanadium til dannelse af nanotråde. 21 en oxideret vanadium overflade, men befugtes af bismuth og kan ikke støtte nanowires vækst. I betragtning af vanadium sårbarhed mod oxidation, eksperimentets succes er afhængig af, hvor effektivt den spontane oxidation forhindres. Det konstateres, at den krævede konsistens er bedst af magnetronforstøvning under argon plasma. Hvis termisk fordampning er det eneste valg for vanadium deposition, er det imidlertid vist sig, at den krævede konsistens er opnået, når basen tryk er 5 × 10 -7 Torr eller lavere. Der er to medvirkende faktorer til fordel for magnetronkatodeforstøvning løbet termisk fordampning: 1) i magnetronforstøvning kilden er meget køligere end det drejer sig om termisk fordampning, hvilket sinker oxidation; og 2) i magnetronforstøvning kilden udsættes for ca. 2 mTorr afargon flow, der undertrykker oxygenpartialtryk. Hertil kommer, at overdreven strålings- varme fra termisk fordampning opvarmer udfældningssubstrat meget betydeligt, hvilket gør det vanskeligt at tilpasse substratet temperatur under den efterfølgende bismuth deposition, på grund af den begrænsede effekt af termoelektriske varmelegeme / køler. Hvis bismuth aflejres som en glat og reflekterende folie, er det på grund af oxidation af vanadium filmen under dens indgivelse. For at undgå at det sker, bør afsætningskammeret pumpes i længere tid (såsom O / N) for at nå sin base tryk.
Som vist ved SEM billeder i figur 3, morfologien af bismuth indskud varierer betydeligt på forskellige underlag temperatur. Det er klart, at ved laveste temperatur (273 K) intet bismuth nanowire men en kornet film afsættes over vanadium. Bismuth nanowires dannes ved en substrattemperatur så lav som 285 K, men er tynde (60-80 nm) og korte (0,5-156 m). Ved stuetemperatur (298 K) nanotråde vokse til 90-120 nm tyk og 6-8 um lang. Det er bemærkelsesværdigt, at nanotrådene tips er facetter stedet for at blive jævnt afrundet, som typisk observeret fra VLS vækst. Årsagen er, at nanotrådene vækst front i dette tilfælde lokaliserer på bismuth / vanadium interface, hvor nanodomains bismuth er smeltet. Så snart de smeltede bismuth bryder fra den porøse matrix vanadium, krystallisation forløber umiddelbart at give facetteret udseende. De nanotråde vokser betydeligt tykkere og længere ved højere temperatur. Ved 323 K, nanotråde er omkring 200 nm i diameter og 20-30 um i længden. Ved 348 K, nanotråde er omkring 400 nm i diameter og over 100 um i længde. Derfor er det vigtigt at kontrollere substrattemperaturen inden for et par Kelvin for konsekvent dannelse af bismuth nanotråde af ønskede dimensioner. I øjeblikket kan teknikken ikke anvendes til dyrkning af bismuth nanotråde med en diameter mindre end 60 nm. På than derimod forekommer det, at temperaturkontrol er ikke vigtigt i vanadium deposition, som sandsynligvis fordi, at substratet er altid meget koldt i forhold til vanadium damp.
Den termoelektriske indretning illustreret i figur 1 er løsningen til temperaturstyring. Med kølelegemet holdt ved stuetemperatur, kan substratet køles til 273 K eller opvarmet til 373 K. Silver-epoxy anvendes til den termiske kontakt mellem det termoelektriske modul og kølelegemet. Det er vigtigt, at epoxy er fuldt hærdet og tørret i hvilket som helst opløsningsmiddel, da dampen af opløsningsmidlet kan forurene substratoverfladen under pådampning og føre til forskellige resultater. Af samme grund bør ikke anvendes gellignende termisk pasta. Lignende praksis er lavet til kontakten mellem termoelektriske modul og Pt FTU.
I figur 4 (a) (b) præsenterer vi transmissionselektronmikroskopi (TEM) billeder of de bismuth nanotråde. En undersøgelse af elektron diffraktionsmønstre (mellemværker, figur 4 (a) (b)) afslører, at de fleste af de bismuth nanowires vokser langs enten (1102) eller (1210) retninger. Trods ikke være et frø-medieret vækst såsom damp-væske-faststof (VLS) mekanisme, bismuth nanowires er enkelt krystallinsk, på grund af tilstedeværelsen af en vækst forreste beliggende i nærheden af bismuth / vanadium interface, hvor væske-faststof faseovergang sker. Nanotrådene radiale tværsnit kunne være uregelmæssige i stedet for cirkulært, hvilket fører til mørket kontrast observeret i TEM billedet vist i figur 4 (a). Pulver-diffraktionsmønster (figur 4 (c)) bekræfter også, at bismuth nanowires krystallisere i deres bulk-rhombohedral gitter (R3 m). Som det fremgår af energy dispersive X-ray (EDX) analyse i figur 4 (d), nanotråde er rene bismuth uden legering med vanadium (figur 4 (d)
Sammenfattende er en ny teknik demonstreret i denne artikel for skalerbare og høj vækst af enkelte krystallinsk bismuth nanotråde udbytte, fremkaldt af overfladen energi på bismuth / vanadium interface. Teknikken er i stand til at vokse bismuth nanowires over et bredt område af dimensioner, blot ved tuning af temperaturen af substratet vækst. Det forventes, at denne enkle, men utraditionel vækst mekanisme vil blive udviklet yderligere for væksten i andet materiale system.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bismuth | Sigma-Aldrich | 556130 | Granular, 99.999% |
| Vanadium Slug | Alfa Aesar | 42829 | 3.175 mm (0.125 in) dia x 6.35 mm (0.25 in) length, 99.8% |
| Vanadium Sputtering Target | Kurt J. Lesker | EJTVXXX253A2 | 3.00" Dia. x 0.125" Thick, 99.5% |
| Acetone | Sigma-Aldrich | 179124 | >99.5% |
| Ethanol | Alfa Aesar | 33361 | Anhydrous |
| Silicon Wafer | University Wafers | 300 microns in thickness, (100) orientation | |
| Silver Filled Epoxy | Circuit Works | CW2400 | Two part conductive epoxy resin |
| Tungsten Boat, Alumina Coated | R. D. Mathis | S9B-AO-W | For bismuth thermal evaporation |
| Tungsten Boat | R. D. Mathis | S4-.015W | For vanadium thermal evaporation |
| RIE Plasma | Nordson March | CS-1701 | |
| PVD 75 Vapor Deposition Platform | Kurt J. Lesker | PEDP75FTCLT001 | Equipped with three thermal evaporation source and one DC magnetron sputtering source |
| Thermoelectric Temperature Controller | LairdTech | MTTC-1410 | |
| PT1000 RGD | LairdTech | 340912-01 | Temperature sensor for MTTC-1410 |
| Thermoelectric Module | LairdTech | 56910-502 | |
| Ultrasonicator | Crest Ultrasonics | Tru-Sweep 175 |
References
- Hu, J. T., Odom, T. W., Lieber, C. M. Chemistry and physics in one dimension: Synthesis and properties of nanowires and nanotubes. Acc. Chem. Res. 32, 435-445 (1999).
- Akimov, A. V., et al. Generation of single optical plasmons in metallic nanowires coupled to quantum dots. Nature. 450, 402-406 (2007).
- Thurn-Albrecht, T., et al. Ultrahigh-density nanowire arrays grown in self-assembled diblock copolymer templates. Science. 290, 2126-2129 (2000).
- Xia, Y. N., et al. One-dimensional nanostructures: Synthesis, characterization, and applications. Adv. Mater. 15, 353-389 (2003).
- Gudiksen, M. S., Lauhon, L. J., Wang, J., Smith, D. C., Lieber, C. M. Growth of nanowire superlattice structures for nanoscale photonics and electronics. Nature. 415, 617-620 (2002).
- Yang, P. D., et al. Controlled growth of ZnO nanowires and their optical properties. Adv. Funct. Mater. 12, 323-331 (2002).
- Allen, J. E., et al. High-resolution detection of Au catalyst atoms in Si nanowires. Nature Nanotech. 3, 168-173 (2008).
- Lin, Y. M., Sun, X. Z., Dresselhaus, M. S. Theoretical investigation of thermoelectric transport properties of cylindrical Bi nanowires. Phys. Rev. B. 62, 4610-4623 (2000).
- Isaacson, R. T., Williams, G. A. Alfvén-Wave propagation in solid-state plasmas. III. Quantum oscillations of the Fermi surface of bismuth. Phys Rev. 185, 682-688 (1969).
- Sandomirskii, V. B. Quantum size effect in a semimetal film. Sov. Phys. JETP. 25, 101-106 (1967).
- Huber, T. E., Nikolaeva, A., Gitsu, D., Konopko, L., Graf, M. J. Quantum confinement and surface-state effects in bismuth nanowires. Physica E. 37, 194-199 (2007).
- Black, M. R., Lin, Y. M., Cronin, S. B., Rabin, O., Dresselhaus, M. S. Infrared absorption in bismuth nanowires resulting from quantum confinement. Phys. Rev. B. 65, 2921-2930 (2002).
- Hofmann, P. The surfaces of bismuth: Structural and electronic properties. Prog. Surf. Sci. 81, 191-245 (2006).
- Huber, T. E., et al. Confinement effects and surface-induced charge carriers in Bi quantum wires. Appl Phys Lett. 84, 1326-1328 (2004).
- Huber, T. E., et al. Surface state band mobility and thermopower in semiconducting bismuth nanowires. Phys. Rev. B. 83, 235414-23 (2011).
- Dresselhaus, M. S., et al. 23, 129-140 (2003).
- Cheng, Y. -T., Weiner, A. M., Wong, C. A., Balogh, M. P., Lukitsch, M. J.
- Volobuev, V. V., et al. The mechanism of Bi nanowire growth from Bi/Co immiscible composite thin films. J. Nanosci. Nanotech. 12, 8624-8629 (2012).
- Shim, W., et al. On-film formation of Bi nanowires with extraordinary electron mobility. Nano Lett. 9, 18-22 (2009).
- Berglund, S. P., Rettie, A. J. E., Hoang, S., Mullins, C. B. Incorporation of Mo and W into nanostructured BiVO4 films for efficient photoelectrochemical water oxidation. Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 7065-7075 (2012).
- Liu, M., et al. Surface-Energy Induced Formation of Single Crystalline Bismuth Nanowires over Vanadium Thin Film at Room Temperature. Nano Lett. 14, 5630-5635 (2014).
