Библиотека по физике Библиотека по физике
Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


08.02.2012

Физики изобрели деликатную сварку нанопроводов светом

Новое достижение пригодится во многих областях, где необходимо получить тончайшую сеть контактов или электродов из исходного материала, который портится при малейшем прикосновении или перегреве.

Учёные размещали на подложках россыпь нанопроводов из серебра, а затем облучали их ярким пучком света. Но это не была простая сварка за счёт нагрева всех проводов скопом, как кажется на первый взгляд (фото Erik C. Garnett et al./ Nature Materials)
Учёные размещали на подложках россыпь нанопроводов из серебра, а затем облучали их ярким пучком света. Но это не была простая сварка за счёт нагрева всех проводов скопом, как кажется на первый взгляд (фото Erik C. Garnett et al./ Nature Materials)

Учёные из Стэнфордского университета разработали и испытали новый способ сварки металлических нанопроводков. Секрет технологии кроется в интересных свойствах плазмонов — квазичастиц, возникающих в электронном газе в момент, когда на металл действует световая волна.

Исследователи выяснили, что при хаотичном расположении свободно лежащих нанопроводков наиболее сильные волны плазмонов возникают как раз в тех местах, где они нужны. Дело в том, что верхний проводок тут выступает в роли антенны, направляющей волну к нижнему проводу, аккурат в место контакта.

"Когда два нанопровода пересекаются, свет генерирует волны плазмонов в том месте, где проводки встречаются, создавая горячую точку, — объясняет Марк Бронгерсма (Mark Brongersma), один из авторов работы. – Красота в том, что горячие точки существуют только тогда, когда нанопровода соприкасаются, но не после того, как они сплавляются. Сварка останавливается сама. Это самоограничение".

Распределение температуры в пересекающихся проводках диаметром 100 нм. Начальный зазор между ними – не более 2 нм (иллюстрация Erik C. Garnett et al./ Nature Materials)
Распределение температуры в пересекающихся проводках диаметром 100 нм. Начальный зазор между ними – не более 2 нм (иллюстрация Erik C. Garnett et al./ Nature Materials)

Остальные части исходного материала остаются незатронутыми. Потому после облучения мешанина из свободно брошенных нанопроводов превращается в связанную сетку, прочную, тонкую и без повреждений.

Сетка нанопроводков после световой сварки. Снимок сканирующего электронного микроскопа (фото Mark Brongersma, Stanford University/ School of Engineering)
Сетка нанопроводков после световой сварки. Снимок сканирующего электронного микроскопа (фото Mark Brongersma, Stanford University/ School of Engineering)

Такие сетки пригодятся в построении новых дисплеев, светодиодов, тонкоплёночных солнечных батарей, «умных» окон, гибкой электроники и датчиков.

Метод облучения предполагает скрепление нанопроводков и с подложкой тоже. Тут важно, что она сама может быть очень тонкой и требующей деликатного обращения.

В качестве примера учёные распылили суспензию, содержащую серебряные нанопровода, на пластиковую плёнку Saran. После просушивания материал облучили – получилась тонкая проводящая плёнка, почти прозрачная и к тому же не теряющая своих электрических свойств после складывания и разворачивания.

Узлы пересечения проводов (фото Stanford University/ School of Engineering)
Узлы пересечения проводов (фото Stanford University/ School of Engineering)

Экспериментаторы напоминают, что прежний способ сварки нанопроводов путём «тотального» нагрева здесь не сработал бы, поскольку пластик расплавился бы раньше серебра.

(Об опыте его авторы рассказали в Nature Materials.)

Леонид Попов


Источники:

  1. MEMBRANA




Пользовательского поиска




Физики превратили непроводящий полимер в полупроводник силой звука

Десять невозможных вещей, ставших возможными благодаря современной физике

Физики нашли возможную брешь в Стандартной модели

Ученые объяснили звуки метеоров

Теория эмерджентности: что такое реальность?

Ученые математически доказали недостижимость абсолютного нуля температуры

Четыре крупнейших ошибки в научной жизни Эйнштейна






© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'PhysicLib.ru: Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru