納米線有可能徹底改變我們周圍的技術。這些微小的針狀晶體結構直徑僅為5-100納米(納米是百萬分之一毫米)，可以改變電或光通過它們的方式。

它們可以發(fā)射，聚集和吸收光，因此可以用于向電子芯片添加光學功能。例如，它們可以直接在硅芯片上產(chǎn)生激光并集成單光子發(fā)射器用于編碼目的。它們甚至可以應用在太陽能電池板中，以改善太陽光轉(zhuǎn)化為電能的方式。

到目前為止，不可能重現(xiàn)在硅半導體上生長納米線的過程 - 沒有辦法在特定位置重復生產(chǎn)均勻的納米線。但是，由Anna Fontcuberta i Morral運營的EPFL半導體材料實驗室的研究人員與麻省理工學院和IOFFE研究所的同事一起，提出了一種以高度可控和完全可重復的方式發(fā)展納米線網(wǎng)絡的方法。關鍵是要了解在納米線生長開始時會發(fā)生什么，這與目前公認的理論背道而馳。他們的工作已在Nature Communications上發(fā)表。

“我們認為這一發(fā)現(xiàn)將有可能在硅襯底上實際集成一系列納米線，”Fontcuberta i Morral說。“到目前為止，這些納米線必須單獨生長，而且這一過程無法再現(xiàn)。”

獲得正確的比例

制造納米線的標準工藝是在一氧化硅中制造小孔并用納米級液態(tài)鎵填充它們。這種物質(zhì)在與砷接觸時會凝固。但是在這個過程中，物質(zhì)趨向于在納米孔的角落處硬化，這意味著納米線將生長的角度無法預測。正在尋找一種生產(chǎn)均勻納米線并控制其位置的方法。

旨在控制生產(chǎn)過程的研究傾向于關注孔的直徑，但這種方法還沒有得到回報?，F(xiàn)在，EPFL的研究人員已經(jīng)證明，通過改變孔的直徑與高度比，它們可以完美地控制納米線的生長方式。在正確的比例下，物質(zhì)將在孔的邊緣周圍固化，這可以防止納米線以非垂直的角度生長。研究人員的過程應該適用于所有類型的納米線。

“這有點像種植植物。它們需要水和陽光，但你必須得到正確的數(shù)量，”Fontcuberta i Morral說。

這種新的生產(chǎn)技術將為納米線研究帶來福音，并且很快將開發(fā)出更多的樣品。