Устройствами из отдельных нанопроводов уже никого не удивишь. Например, известно, что резонаторы из таких проводов способны детектировать массу очень малых объектов. Однако изготовить из них полноценный чип, состоящий из множества наноустройств, не так-то просто.
Исследователи из Pennsylvania State University смогли разработать методику, позволяющую собрать упорядоченный массив из 2000 нанопроволочных резонаторов. Сборка осуществляется «снизу вверх» и не имеет принципиальных ограничений на количество элементов.
Сначала были синтезированы нанопровода из кремния и родия. Первые были выращены методом CVD, а вторые – электрохимически с использованием шаблона из анодированного оксида алюминия.
Потом из проводов были изготовлены резонаторы по схеме, приведенной на верхнем рисунке. Металлические электроды, расположенные на подложке, были покрыты слоем фоторезиста. В фоторезисте над электродами были проделаны ямки для нанопроводов. При подаче переменного килогерцового напряжения провода поляризовались и укладывались в ямки. Далее при помощи маски один конец каждого провода вмуровывался в золото. После отмывания всех слоев фоторезиста получился массив кантилеверов. Таким способом удалось около 80% нанопроводов превратить в резонаторы.
Устройство хорошо работает в условиях вакуума. Возбуждение резонаторов можно осуществлять, прикладывая напряжение между золотым основанием кантилевера и электродом под кончиком нанопровода. Перемещение кантилеверов отслеживалось при помощи лазерной интерферометрии. Резонансный спектр представляет собой лоренцевский пик, высота которого линейно зависит от прикладываемого напряжения.
Работа
«Bottom-up assembly of large-area nanowire resonator arrays» опубликована в журнале
Nature Nanotechnology.
