Skriv ut

Lundaforskare: svävande process ger billigare nanotrådar

Nanotrådar anses vara ett viktigt byggblock för nästa generation av lysdioder, solceller och batterier. Idag utgår man från ett substrat vid tillverkningen, men forskare i Lund har istället låtit nanotrådarna växa fram ur fritt svävande guldnanopartiklar i en strömmande gas. Metoden gör tillverkningen tusen gånger snabbare och därmed billigare. Rönen publiceras i senaste numret av Nature.
– När jag först kastade fram idén att strunta i substraten sa folk omkring mig att ”du är inte klok, Lars, det kan ju inte fungera”. När vi sedan testade principen i en av våra ombyggda ugnar på 400 grader Celsius kunde vi inte drömma om sådana här bra resultat, säger Lars Samuelsson i ett pressmeddelande.

Han är professor i halvledarfysik vid Lunds Tekniska Högskola och chef för Lunds universitets Nanometerkonsortium. Om två till fyra år tror han att tekniken är mogen för att kommersialiseras. En prototyp för solceller beräknas finnas klar om två år.

– Den bärande tanken var alltså att istället låta nanopartiklar av guld fungera som substrat från vilka halvledaren växer. Det betyder att de accepterade koncepten verkligen vändes upp och ner.

Tekniken har döpts till aerotaxi och i artikeln i Nature visar forskarna bland annat hur man kan kontrollera tillväxten med hjälp av temperatur, tid och storlek på guldnanopartiklarna.

Man har även byggt en prototypmaskin med en specialbyggd ugn. Genom att ha flera ugnar efter varandra räknar forskarna med att man kan skapa olika halvledarstrukturer som till exempel pn-dioder.

– Processen är inte bara extremt snabb utan även kontinuerlig. Traditionell tillverkning på substrat är batch-baserade och görs i omgångar och är därför inte alls lika tidseffektiv, tillägger Lars Samuelson.

Just nu arbetar forskarna med att utveckla ett bra sätt att fånga upp nanotrådarna, och få dem att ordna sig på ett bra sätt, på en vald yta. Det kan vara glas, stål eller något annat material som passar för ändamålet.

 
 a, Au agglomerate formation; b, Au agglomerate size sorting using a DMA; c, Au agglomerate compaction into spherical particles in a furnace; d, nanowire growth; e, nanowire deposition.