In Situ Growth and Placement of Nanostructures by Solution-Based Processing

通过基于溶液的处理进行纳米结构的原位生长和放置

基本信息

  • 批准号:
    1708259
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 43.12万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2021-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nanostructures are characterized by their tiny size - they are measured in nanometers, which are millionths of a millimeter. These tiny dimensions give them enhanced properties, which have applications in many technologies, from computers to cell phones to solar cells. One of the biggest challenges in the development of nanotechnology is the low-cost integration of nanostructures into commercial devices. Dr. Amy Walker (University of Texas at Dallas) addresses this problem by developing new methods to grow "in place" (in situ) nanowires, nanopores, nanorings, nanosheets and nanochannels made from transition metal chalcogenides, metal compounds containing sulfur or selenium. These materials are very promising for faster electronics, more efficient solar cells, new kinds of sensors and improved fuel cells. Her group specializes in solution-based methods which are cheaper and more environmentally friendly than conventional techniques. Dr. Walker uses a variety of experimental tools to study the growth and properties of nanostructures, in particular imaging mass spectrometry. This research is attractive to students at many levels. Both graduate and undergraduate students gain valuable expertise in her lab, going on to careers in the semiconductor, chemical and high-tech manufacturing industries. Dr. Walker involves students in electrochemistry, device design, nanoscience, surface and materials characterization, spectroscopy and mass spectrometry studies. In this work, Dr. Amy Walker (University of Texas at Dallas) is funded by the Macromolecular, Supermolecular and Nanochemistry (MSN) Program to develop new and scalable techniques used to synthesize metal chalcogenide nanostructures. Semiconductor nanowire deposition on micropatterned substrates (SENDOM) can create nanowires, nanopores, nanochannels and nanorings, which enables the fabrication of complex functional structures such as nanowire-based transistors. In SENDOM, a multifunctional micropatterned surface is used to direct the growth of nanostructures by chemical bath deposition (CBD). SENDOM is an in situ method that does not use complex lithography - these are significant advantages over other methods for nanostructures synthesis and placement. SENDOM relies on control of the interaction of CBD precursors and additives with organic thin films. Detailed mechanistic information about these interactions is also being leveraged to develop in situ solution-based techniques to selectively deposit and form free-standing transition metal dichalcogenides (TMDs) nanofilms. This research program substantially advances the state-of-the-art in nanotechnology by enabling the integration of nanostructures in practical devices. Finally, solution-based methods such as those used in this work are becoming increasingly important in "high-tech" industries, and Dr. Walker is developing educational modules to train students at all levels in this area.
纳米结构的特征是它们的尺寸很小 - 它们以纳米为单位,这是百万分之三的纳米。这些微小的尺寸使它们具有增强的性能,这些特性在许多技术中都有应用,从计算机到手机再到太阳能电池。纳米技术开发的最大挑战之一是纳米结构中的低成本整合到商业设备中。 艾米·沃克(Amy Walker)博士(得克萨斯大学达拉斯大学)通过开发新的方法来解决这个问题,以生长“原位”(原位)纳米线,纳米孔,纳米棒,纳米片,纳米片和纳米洋盘,由过渡金属金属硫化剂制成,金属化合物,含有硫或硒的金属化合物。这些材料对于更快的电子设备,更有效的太阳能电池,新型传感器和改进的燃料电池非常有前途。她的小组专门研究基于解决方案的方法,比传统技术更便宜,更环保。沃克博士使用多种实验工具来研究纳米结构的生长和特性,特别是成像质谱法。这项研究对许多层次的学生都有吸引力。研究生和本科生都在她的实验室中获得了宝贵的专业知识,并从事半导体,化学和高科技制造业的职业。 Walker博士参与学生参与电化学,设备设计,纳米科学,表面和材料表征,光谱和质谱研究。在这项工作中,艾米·沃克(Amy Walker)博士(得克萨斯大学达拉斯分校)由大分子,超分子和纳米化学(MSN)计划资助,以开发用于合成金属粉红色金属元素纳米结构的新的可扩展技术。在微图案底物(Sendom)上的半导体纳米线沉积可以创建纳米线,纳米孔,纳米渠道和纳米纳米,从而可以制造出复杂的功能结构,例如基于纳米线的晶体管。在Sendom中,使用化学浴沉积(CBD)来指导纳米结构的生长。 sendom是一种原位方法,不使用复杂的光刻 - 这些是纳米结构合成和放置的​​其他方法的重要优势。 Sendom依赖于控制CBD前体和添加剂与有机薄膜的相互作用。有关这些相互作用的详细机械信息也被利用以开发基于原位溶液的技术,以选择性地沉积和形成独立的过渡金属二甲构基化金属元素(TMDS)纳米膜。该研究计划通过实现实用设备中的纳米结构的整合,从而在纳米技术方面实质上提高了最新的纳米技术。 最后,在“高科技”行业中,基于解决方案的方法(例如这项工作中使用的方法)变得越来越重要,Walker博士正在开发教育模块,以培训该领域的各个级别的学生。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cuprous or cupric? How substrate polarity can select for different phases of copper sulfide films in chemical bath deposition
亚铜还是铜?
  • DOI:
    10.1063/5.0046062
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Estrada, Tania G.;Walker, Amy V.
  • 通讯作者:
    Walker, Amy V.
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Walker, Amy V.
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Walker, Amy V
  • 通讯作者:
    Walker, Amy V
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hedlund, Jenny K.;Ellsworth, Ashley A.;Walker, Amy V
  • 通讯作者:
    Walker, Amy V
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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