Academos 3 2011 pentru PDF - Akademos - Academia de Ştiinţe a ...

Akademostată la 1000 o C. Nanofirele care formează „flacăra”cresc din platforma hexagonală în condiţii de descreşterea temperaturii după stingerea sobei. Dupăstingerea sobei, concentraţia vaporilor în reactordescreşte rapid şi creşterea de mai departe a platformeihexagonale devine nefavorabilă. În acelaşitimp, concentraţia vaporilor depăşeşte încă nivelulde suprasaturaţie a vaporilor favorizând formareapunctelor noi de nucleaţie pe platforma hexagonală,din care ulterior cresc nanofirele de ZnO.Prin limitarea cantităţii de material sursă, astfelca ea să fie epuizată înainte de stingerea sobei,se creează condiţii în care nu are loc creşterea nanofirelorşi se produce o nanostructură în formă debită de beisbol, după cum este arătat în imaginea dindreapta a rândului de sus din Figura 2. Dacă creştereananostructurii se produce în condiţiile temperaturiiconstante, are loc formarea unei nanoprismehexagonale, precum este arătat în imaginea dinstânga a rândului de sus din Figura 2.Aceste nanostructuri reprezintă nişte elementeconvenabile pentru nanofabricare. O proprietatefascinantă a tehnologiilor date este posibilitatea deautoasamblare a nanostructurilor în microstructuride formă cilindrică, sferică sau planare, după cumeste ilustrat în rândul de mijloc al Figurii 2. Prinplasarea suportului aval fată de materialul sursă,într-o sobă orizontală pot fi produse microstructuricilindrice asamblate din nanoprisme de ZnO, dupăcum este arătat în imaginea din stânga a rândului demijloc din Figura 2. Plasarea suportului amonte faţăde materialul sursă în soba orizontală are ca rezultatcreşterea unei structuri planare asamblate din nanotetrapoduri,după cum este arătat în imaginea dindreapta a rândului de mijloc din Figura 2. Structuriemisferice asamblate din nanostructuri în formă debită de beisbol (arătate în imaginea de mijloc a rânduluide mijloc din Figura 2) au fost crescute într-osobă verticală. Pentru iniţierea creşterii emisferice,pe suport a fost mai întâi depus un film de nucleaţiede ZnO, din care s-a format un microdisc folosindfotolitografia standard.Structuri potrivite pentru explorarea efectuluilaser aleatoriu sub formă de straturi de nanodoturi,nanoroduri sau structuri împletite au fost produsefolosind tehnologia MOCVD, după cum este ilustratîn rândul de jos al Figurii 2. Producerea acestormorfologii diferite este dirijată de către raportulcomponentelor în fluxurile de gaze în procedeeletehnologice. Nanoroduri cu morfologia ilustrată înimaginea de mijloc a rândului de jos din Figura 2sunt produse atunci când raportul componentelor înfluxul de gaze Ar/O 2este aproape de 1:1. Dacă componentade Ar în acest flux de gaze este redusă, seproduce un strat de nanodoturi ilustrate în imagineadin stânga a rândului de jos din Figura 2.Calitatea optică înaltă a materialului produs, necesarăpentru realizarea efectului laser, este demonstratăde analiza spectrelor de luminescenţă arătatăîn Figura 3. Atât în materialul produs prin evaporareacarbotermală (a), cât şi în cel obţinut prin tehnologiaMOCVD (b), spectrul de luminescenţă estedominat de emisia datorită recombinării excitonilorlegaţi pe donorii neutri (D 0 X) şi replicile fononiceLO. Liniile I 1, I 4şi I 8sunt cele mai intense linii aleexcitonilor legaţi pe donori în nanostructurile produseprin tehnologia MOCVD, iar în materialul produsprin evaporare carbotermală predomină liniile I 4, I 8şi I 9[7]. Un alt indiciu al calităţii înalte a materialuluiprodus este prezenţa liniilor de recombinare aexcitonilor liberi FX în spectrele de luminescenţă.Figura 3. Spectrele tipice de luminescenţă măsurate la temperatura de 10 K la excitare continuă ananostructurilor de ZnO crescute prin evaporarea carbotermală (a) şi prin tehnologia MOCVD (b)98 - nr. 3(22), septembrie 2011