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
- 来源:
- 关键词:
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.
纳米结构的特点是尺寸微小——它们以纳米为单位进行测量,即百万分之一毫米。这些微小的尺寸赋予它们增强的性能,可应用于从计算机到手机再到太阳能电池的许多技术中。纳米技术发展的最大挑战之一是将纳米结构低成本集成到商业设备中。 Amy Walker 博士(德克萨斯大学达拉斯分校)通过开发新方法来解决这个问题,该方法可“原位”生长由过渡金属硫属化物、含硫或硒的金属化合物制成的纳米线、纳米孔、纳米环、纳米片和纳米通道。这些材料对于更快的电子产品、更高效的太阳能电池、新型传感器和改进的燃料电池非常有前景。她的团队专注于基于解决方案的方法,这种方法比传统技术更便宜、更环保。 Walker 博士使用各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,并继续从事半导体、化学和高科技制造行业的职业。 Walker 博士让学生参与电化学、器件设计、纳米科学、表面和材料表征、光谱学和质谱研究。在这项工作中,Amy Walker 博士(德克萨斯大学达拉斯分校)得到了大分子、超分子和纳米化学 (MSN) 计划的资助,开发用于合成金属硫属化物纳米结构的新型可扩展技术。微图案基底上的半导体纳米线沉积(SENDOM)可以产生纳米线、纳米孔、纳米通道和纳米环,从而能够制造复杂的功能结构,例如基于纳米线的晶体管。在 SENDOM 中,多功能微图案表面用于通过化学浴沉积 (CBD) 引导纳米结构的生长。 SENDOM 是一种不使用复杂光刻的原位方法 - 与其他纳米结构合成和放置方法相比,这些具有显着优势。 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用来开发基于原位溶液的技术,以选择性沉积和形成独立的过渡金属二硫属化物(TMD)纳米膜。该研究计划通过将纳米结构集成到实际设备中,极大地推进了纳米技术的最先进水平。 最后,基于解决方案的方法(例如本工作中使用的方法)在“高科技”行业中变得越来越重要,沃克博士正在开发教育模块来培训该领域各个级别的学生。
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)
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- 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:3.9
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- 通讯作者:Walker, Amy V.
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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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- 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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- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Walker, Amy V.
- 通讯作者:Walker, Amy V.
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