Проблемы создания электронных наноприборов.

Процессы трансляционного и ориентационного упорядочения наночастиц

Самоассоциацию стержиевидных частиц золота диаметром 12 нм и длиной 50-60 нм изучали методом электронной микроскопии вы­сокого разрешения [70]. Подбирая концентрацию этих наночастиц, дисперсию их распределения, условия испарения растворителя, ион­ную силу и концентрацию ПАВ, путем электролиза можно получать одно-, двух- и трехмерные структуры. В качестве растворимого в воде электролита использовали смесь гексадецилтриметиламмонийбромида и тетраоктиламмонийбромида, причем последний обуслов­ливал образование частиц цилиндрической формы, а соотношение двух ПАВ определяло отношение диаметра к длине получаемых наностержней золота. Электролиз проводили в течение 4,5 минуты. Наностержни золота формировались на частично погруженной в рас­твор медной сетке на линии контакта раствора и сетки. В процессе дальнейшей самоассоциации стерж­ней наиболее важны два фактора [70].; конвективный перенос частиц из раствора к тонкой пленке, вызываемый испарением воды, и взаи­модействие между частицами в пленке, приводящее к образованию различных структур. Одна из возможных причин, обусловлива­ющих параллельное расположение частиц стержнеобразной формы, связана с капиллярными силами, действующими между параллель­но расположенными стержнями, хотя для объяснения наблюдаемой анизотропии ансамбля, по мнению авторов работы, необходим более детальный теоретический анализ.

В процессе самоассоциации наночастиц возникает не только трансляционное, но и ориентационное упорядочение. Ориентационный порядок характерен для частиц с хорошо определенной формой. Методом электронной микроскопии высокого разрешения исследо­ваны структурные изменения наноразмерных стержней золота после воздействия фемто- и наносекундных лазерных импульсов. Энергия импульсов была ниже необходимой для плавления стержней золота, но достаточной для начала процессов деформации, приводящих к изменению их формы: наблюдалось превращение из наностержней в наноеферы. Данные статистического анализа распределения по размерам и форме наностержней до и после воздействия лазером приведены в работе [71].

В связи с проблемой создания новых электронных наноприборов внимание исследователей привлекает задача синтеза наночастиц, защищенных монослоями протекторов. Разработаны методы полу­чения подобных слоев на частицах золота с использованием раство­ров гексантиолов и гександитиолов в органических [72] и водных средах [73].

Стабильные пленки золота, состоящие из частиц размером = 4нм, получены взаимодействием низкомолекулярных (М ≤ 4000) полиме­ров, таких, как полиэтилеиимин или поли-L-лизин, с частицами зо­лота, покрытыми карбоновыми кислотами. Обнаружено, что морфо­логия пленок зависит от природы кислоты, покрывающей частицы золота. Использование меркаптододекановой и меркаптоянтарной карбоновых кислот приводит к образованию более упорядоченных пленок.