نانو سیم‌ها استوانه‌هایی با قطر۱۰–۱۰۰نانومترهستند که به سبب خواص الکتریکی، مکانیکی، شیمیایی و نوری آنها، کاربردهای بالقوه ای در حسگرهای زیستی و شیمیایی، و رساناهای الکتریکیمورد استفاده در ابزارهای نانو الکتریک پیدا کرده‌اند. فرایند رشد بخار_مایع _جامد (VLS) یکی از روش‌های مرسوم تولید نانو سیم هاست. رشد نانو سیم‌های سیلیسیمی را می‌توان با بررسی دیاگرام فازی دوتایی طلا _سیلیسیم به خوبی درک کرد. باید توجه داشته باشیم که هیچ انحلال پذیری متقابلی بین طلا و سیلیسیم وجود ندارد.

در اولین مرحله رشد نانو سیم‌های سیلیسیمی به روش VLS, لایه نازکی از طلای خالص بر روی یک زیرلایه نشانده می‌شود. با گرم کردن زیرلایه، لایه نازک طلا در هم می‌آمیزد و به جزایری از نانوذرات جامد تبدیل می‌شود. نانو ذرات طلا که به آنها کاتالیزگرنانوسیم هم گفته می‌شود به عنوان الگوی رشد نانوسیم‌های سیلیسیمی عمل می‌کنند. در مرحله بعد که مرحله بخارفرایند VLSبرای رشد نانو سیم‌های سیلیسیمی گاز سیلان SiH4 به درون محفظه نگهدارنده سیستم زیرلایه و نانو ذرات طلا دمیده می‌شود. سپس، زیرلایه تا دمای معینی بین دمای یوتکتیک سیستم طلا-سیلیسیم °C)363)ونقطه ذوب طلا)°C1064)حرارت داده می‌شود. سیلیسیم حاصل از تجزیه گازسیلان با نفوذ به درون نانوذرات طلا، نقطه ذوب آنها را کاهش می‌دهند.

مرحله مایع فرایند رشد VLSبا افزایش درصد سیلیسیم در یک دمای ثابت، آلیاژ طلا_سیلیسیم وارد منطقه دو فازی دیاگرام فازی طلا_سیلیسیم می‌شود. نفوذ سیلیسیم به درون نانوذرات طلا تا ذوب شدن کامل نانوذرات ادامه می‌یابد. اما شکل نانوذرات طلا به دلیل انرژی سطحی بین زیرلایه و آنها، همچنان بصورت گلوله‌های نیم کروی (مانند قطره‌های روغن در یک تابه تفلونی) باقی می‌ماند. با ادامه نفوذ و افزایش درصد سیلیسیم نانوذرات، فاز جامد سیلیسیم خالص که نانوسیم‌های سیلیسیمی را تشکیل خواهد داد، شروع به جوانه زنی می‌کند. (مرحله جامد فرایند رشد (VLS. قطر نانوسیم‌ها معادل قطر نانوذرات طلاست. فاز مایع باقیمانده با رشد نانوسیم‌ها بر روی زیرلایه، به طرف بالای نانو سیم‌ها رانده می‌شود. نانوسیم‌ها درحالی که هنوز جریان گاز سیلان برقرار است، به رشد طولی خود ادامه می‌دهند. با اتمام رشد نانوسیم‌ها، دما کاهش پیدا می‌کند و فاز مایع باقیمانده بر روی آنها در دمای یوتکتیک منجمد می‌شود.

نانوسیم‌ها را می‌توان از فلزات، مواد نیمه هادی، مولکول‌های آلی و غیره تهیه کرد و نیز می‌توان آن‌ها را در علوم مکانیک، الکترونیک، اپتیک یا پزشکی بکار برد. دراینجا به معرفی و بررسی نانوسیم‌های فلزی جدید و کاربرد آنها می‌پردازیم که در فرامواد برای تولید مواد با ضریب شکست منفی در دامنه نوری، در سیم‌های کوانتومی نیمه هادی برای ترانزیستورها، حسگرهای زیستی، منابع نوری، شناساگرها و نانوسیم‌های مولکولی مورد استفاده است. در آخر انتقال ردیف‌های مجزای اتم‌ها در نظر گرفته خواهد شد.

فهرست مطالب:

نانو سیم ها

سنتز

سنتز به کمک الگو

مراحل مختلف سنتز به کمک الگو

ساخت الگو

رشد نانو سیم ها به کمک الگو توسط تزریق فشاری

رسوب الکتروشیمیایی

رسوب از فاز بخار

روش VLS براي سنتز نانوسيم

سایر روش های سنتز

شناسایی و خواص فیزیکی

شناسایی ساختاری

آنالیز اشعه X

خواص مکانيکي

پایداری حرارتی

خواص انتقال

انتقال باليستيک

انتقال نفوذي

مقاومت مغناطيسي

ابر شبکه های سیم کوانتومی

خواص نوری

کاربرد نانو سیم ها

کاربردهاي الکتريکي

کاربردهاي ترموالکتريک

دستگاه هاي شناسايي مواد شيميايي و بيوشيميايي

کاربردهاي مغناطيسي

نتــایــج