High-defined and size-selective deposition of nanoparticles by their manipulation in an electrostatic field

Abstract

Tato studie kombinuje numerickou simulaci s experimentálním výzkumem nanostrukturovaných povrchů na vysoké úrovni vytvořených z kovových nanočástic (NP). Konečným cílem tohoto výzkumu je připravit vysoce designované izotropní povrchy s vysokou čistotou, definovanou velikostí, homogenním pokrytím povrchu a vysokou rychlostí depozice, tj. vlastnosti oceňované např. v precizním nanoinženýrství mikrosenzorů a/nebo nanoelektroniky apod. Přístup je založen na manipulaci s elektricky nabitými nanočásticemi, produkovanými zdrojem klastrů s agregací v plynné fázi (GAS), v elektrostatickém poli tvořeném dvěma paralelními elektrodami umístěnými u výstupního otvoru GAS. Model umožňuje předpovídat rozložení a vlastnosti NP napříč rovinou (x, y) substrátu jako funkci elektrického potenciálu superponovaného nabitými NP v objemu a vnějšího elektrického pole. Byla zjištěna dobrá kvalitativní shoda mezi modelem a vlastnostmi NP deponovaných pomocí GAS na Si substrát (deponovaný povrch byl analyzován zobrazením pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM)), což ukazuje elektrostatickou manipulaci se svazkem nabitých NP jako slibný nástroj pro depozici vysoce přizpůsobených nanostruktur.