Рисунок 1. На рисунке схематически представлен метод получения нанонитей, покрытых наночастицами золота, предложенный авторами статьи.
Рисунок 2. На рисунке изображена электрохимическая ячейка, разработанная авторами статьи для нанесения покрытия из наночастиц золота. Золотой противоэлектрод (CE) нанесен на предметное стекло оптического микроскопа.
Электрохимическая ячейка ограничена стенками из полидиметилсилоксана, через которые продет серебряный провод, выполняющий роль квази-электрода сравнения (RE). Рабочий электрод состоит из ОУНТ, выращенных на кварцевой подложке, и соединенных с титановым электродом.
Рисунок 3. На фотографиях представлены нанонити, покрытые наночастицами золота, различной формы.
Рисунок 4. На СЭМ-фотографии представлена нанонить, покрытая наночастицами теллурида висмута.
При разработке различных наноустройств исследователи часто сталкиваются с трудностями при получении нанонитей определенной формы. Однако стоит отметить, что ученые разработали и широко используют методы основанные в основном на двух принципиально разных подходах - самосборке нанонитей и получении нанонитей с использованием различных шаблонов. В последнее время стало появляться все большее число публикаций, посвященных получению нанонитей методом электрохимического осаждения (electrochemical deposition), где в качестве шаблона выступают МУНТ.
Коллектив израильских исследователей решил продолжить работы в этом направлении и выбрал в качестве объекта исследования ОУНТ различной формы, которые выступают в качестве шаблона при получении нанонитей из различных материалов (рис.1). Для этого, авторы статьи для начала вырастили ОУНТ методом нанесения из газовой фазы (CVD-метод) на кремниевой подложке. После нанесения титановых контактов методом фотолитографии нанотрубки были покрыты золотыми наночастицами методом импульсного электрохимического осаждения из раствора тетрахлораурата (III) водорода и хлорида калия (последний используется в качестве поддерживающего электролита).
Для электрохимического осаждения авторами статьи была собрана специальная электрохимическая ячейка (рис.2), в которой, благодаря прозрачной крышке, можно в режиме реального времени наблюдать за образованием нанонитей, покрытых наночастицами золота. Подобная конструкция позволила исследователям без особого труда подобрать оптимальную разность потенциалов при нанесении золота, применяя метод циклической вольтамперометрии и вооружившись оптическим микроскопом. Было установлено, что наночастицы начинают оседать на ОУНТ при 0.2 В, и этот процесс усиливается при уменьшении потенциала, приводя к более плотному покрытию ОУНТ золотыми наночастицами.
Описанным выше методом авторам статьи удалось получить нанонити различной формы (рис.3). Для этого было необходимо лишь изменять время между импульсами. Для равномерного нанесения наночастиц золота авторами статьи было подано 20 импульсов.
Чтобы продемонстрировать универсальность предложенного ими метода, авторы статьи получили нанонити, покрытые наночастицми теллурида висмута Bi2Te3 (рис.4).
Авторы статьи надеются, что в перспективе нанонити различных форм могут найти применение в таких устройствах, как нанохолодильники или сверхчувствительные фотодетекторы.