Sacrificial template method of fabricating a nanotube

Details Sacrificial template method of fabricating a nanotube Sacrificial template method of fabricating a nanotube

C - Chemistry, Metallurgy

30

B

C30B 23/00 (2006.01) C30B 23/02 (2006.01) C30B 25/04 (2006.01) C30B 25/12 (2006.01) C30B 25/18 (2006.01) C30B 29/06 (2006.01) C30B 29/08 (2006.01) D06C 3/00 (2006.01)

Patent

CA 2509257

Methods of fabricating uniform nanotubes are described in which nanotubes were synthesized as sheaths over nanowire templates, such as using a chemical vapor deposition process. For example, single-crystalline zinc oxide (ZnO) nanowires are utilized as templates over which gallium nitride (GaN) is epitaxially grown. The ZnO templates are then removed, such as by thermal reduction and evaporation. The completed single-crystalline GaN nanotubes preferably have inner diameters ranging from 30 nm to 200 nm, and wall thicknesses between 5 and 50 nm. Transmission electron microscopy studies show that the resultant nanotubes are single-crystalline with a wurtzite structure, and are oriented along the <001> direction. The present invention exemplifies single- crystalline nanotubes of materials with a non-layered crystal structure. Similar "epitaxial-casting" approaches could be used to produce arrays and single-crystalline nanotubes of other solid materials and semiconductors. Furthermore, the fabrication of multi-sheath nanotubes are described as well as nanotubes having multiple longitudinal segments.

Cette invention se rapporte à des procédés servant à fabriquer des nanotubes uniformes et consistant à cet effet à synthétiser des nanotubes sous la forme de gaines sur des modèles de nanofils, par exemple en utilisant la technique de dépôt en phase vapeur par procédé chimique. On utilise par exemple des nanofils en oxyde de zinc monocristallin (ZnO) comme modèles sur lesquels est déposé par croissance épitaxiale du nitrure de gallium (GaN). Les modèles de ZnO sont ensuite retirés, par exemple par réduction thermique et évaporation. Les nanotubes de GaN monocristallins ainsi terminés possèdent de préférence des diamètres internes compris entre 30 et 200 nm, et des épaisseurs de paroi comprises entre 5 et 50 nm. Des études par microscopie électronique à transmission ont montré que les nanotubes ainsi produits sont monocristallins avec une structure de wurtzite et ils sont orientés dans la direction <001>. Cette invention concerne en particulier des nanotubes monocristallins en matériaux ayant une structure cristalline non lamellaire. Des approches de <= moulage épitaxiale >= similaires peuvent être utilisées pour produire des réseaux et des nanotubes monocristallins en d'autres matériaux solides et en semi-conducteurs. Cette invention concerne en outre la fabrication de nanotubes à gaines multiples et de nanotubes à multiples segments longitudinaux.

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