Precursori organometalici

Aceasta lucrare prezinta cresterea si caracterizarea structurilor tridimensionale folosind precursori chimici ai materialelor organice cum ar fi : , unde M este un metal.

Morfologia lor depinde in principiu, de temperatura de crestere si conditiile la suprafata substratului.

Aceste structuri 3D pot fi impartite in doua clase:

a) (Ga, Al, In) aliaje metalice de forma unor sulite, sceptru, sau cilindru si o membrana de carbon care acopera aliajul

b) Semiconductori sau oxizi de nanofire acoperiti de o sfera metalica

Precursorii organometalici pot fi folositi ca si molecule catalizatoare pentru cresterea semiconductorilor cu structura micro si nano, cu un rol similar particolelor de aur folosite la cresterea nanofirelor din mecanismul VLS (vapor-lichid-solid).

Prezentam cresterea nanofirelor de si (Ga,In)P folosind precursori organometalici pe metale care contin substrate.

Introducere:

Producerea de materiale nanodtructurale este un domeniu in deplina extindere, care cauta sa dezvolte noi cai de obtinere si de intelegere a mecanismelor care stau la baza lor. Inca din evul mediu alchimistii puteau produce nanostructui incorporate in geamurile colorate ale bisericilor. Culoarea lor depindea de compozitia sticlei si conditiile de preparare: marimea particolelor, forma si materialele inconjuratoare (1). In acelasi mod si pana nu demult, nanostructurile de carbon au fost obtinute prin arderea acetilenei si a prafului de carbon in industria chimica. Cea mai importanta descoperire si o aplicatie mai recenta a fabricarii nanomaterialelor a venit in anii '60 de la producatorii Wagner & Ellis, ei produceau structuri de fire siliconice (3D-S) cu diametre in raza de masurare a micrometrului. Metoda lor este denumita mecanism Vapor-Lichid-Solid (VLS).

Este bazat pe un depozit de clusteri metalici pe substratul suprafetei inainte de injectarea de nutrienti: elemente chimice care vor fi incorporate in structura 3D-S-urilor printr-un efect catalitic datorita actiunii clusterilor auri care au rolul unui "agent de gatit".Cu alte cuvinte un cluster metalic actioneaza ca un catalizator, transformand nutrientii si clusterii 3D-S-urilor.

Urmarind munca lui Ellis si Wagner multe grupuri: Iijima, Samuelson, Lieber, si Burho au dezvoltat multe nanostructuri inedite si interesante bazate pe metoda VLS. Dar, urmarind alte cai, materialele nanostructurale au fost produse si fara a porni de la clusteri metalici. In acest fel ferocenul a fost utilizat ca si catalizator, dar si cresterea bazata pe oxid a fost realizata de catre alte grupuri: Pinault; Lee & Shi.

Oricum mecanismul de crestere este inca o probleme dezbatuta. Majoritatea neintelegerilor provin din diferitele pareri privind marimea, forma si structura clusterilor metalici. Marimea afecteaza asocierea cu scaderea temperaturii de topire a clusterului metalic atunci cand se micsoreaza (11-13). In acelasi sens si fara a tine cont de mecanismele care au loc in prezent, grupul nostru a propus o cxale diferita de obtinere a micro/nano materialelor, bazata pe interactiunea precursorilor organometalici cu substrate si stucturi diferite.

Aceasta lucrare prezinta cele mai recente si importante rezultate despre cresterea 3D-S-urilor prin interactiunea organometalelor cu substraturi (OM) cu continut de metal la suprafata, sau cu substraturi metalice.

Este organizat dupa cum urmeaza:

- rezultatul interactiunii OM cu Cu metalic si substrat de kantal (aliaj Fe-Al-Cr).

- caracterizarea prin folosirea microscopiei electronice (SEM) si microscopia prin transfer de electroni (TEM).

Experminetul

Cresterea structurilor folosin precursori OM este prezentata in fig nr 1, este realizata prin expunerea si interactiunea vaporilor de OM cu substrat, sub presiune intr-un aparat MOCVD (14).

Forma si compozitia structurilor obtinute dupa crestere depinde de mai multi parametrii: Tipul precursorului organometalic (ex. Trimetil de galiu, flux de TMGa ~ 1 sscm), compozitia substratului, tipul gazului purtator ( : 2-10 slm), temperatura de crestere, presiunea din reactor (50-760 Torr), si presiunea relativa a gazului purtator.