Rendezett ZnO nanorudak előállítása és vizsgálata Rendezett ZnO nanorudak előállítása és vizsgálata Készítette: Horváth Balázs Batthyány Lajos Gimnázium, Nagykanizsa Pannonhalma, április 3.

Bevezető „There’s plenty of room at the bottom” /Richard Phillips Feynman/

A „törpék” világa Törpe görögül „nanosz” /νάνος/ 1 nanométer = méter Tíz atom mérete 1 nanométer!

A nanotechnológia  Látni és manipulálni atomi szinten  A részecskék másképp viselkednek  Klasszikus fizikai hatások nem érvényesek  Helyette kvantummechanikai hatások  Alulról felfele való építkezés  Új és speciális szerkezetű anyagok létrehozása

MFA Nyári Iskola  Egy hétnyi kutatás az MFA laborjaiban  Kutatási téma: rendezett ZnO nanorudak előállítása elektronsugaras litográfiával

1. Minta megtervezése Számítógépes program: CrystalWave ZnO rudak: hatszög alapú hasábként nőnek

2. Rezisztréteg felvitele Eredmény: PMMA egyenletesen terül el a mintán Pozitív reziszt: PMMA (folyékony plexiüveg) Felpörgetés: /perc

3. Hőkezelés Hőkezelés 10 percig 170 Celsius-fokon Eszköz: Elektromos főzőlap Elektromos főzőlap Eredmény:  PMMA megkeményedik  PMMA jobban tapad a mintára

4. Elektronsugaras expozíció Expozált helyeken a dózis: 0.03 pC

5. Előhívás Előhívó oldat : Előhívó oldat : Metilizobutilketon (MIBK) és izopropilalkohol (IPA)  eltünteti a meggyengített szerkezetű PMMA-t Öblítő oldat: Öblítő oldat: izopropilalkohol (IPA)   eltünteti a maradék előhívóoldatot Előhívás időtartama: 1 perc Hosszabb idő alatt a teljes rezisztréteg leoldódik!!

6. Növesztő oldat és növesztés Növesztő oldat :  cinknitrát-hexahidrát, Zn(NO 3 ) 2 X 6H 2 O (vizes oldatban Zn 2+ ionokat eredményez)  hexametilén-tetramin, (CH 2 ) 6 N 4 Mindkét anyagból 100 ml 0,006 mólos oldat (1) (CH 2 ) 6 N 4 + 6H 2 O = 6HCHO + 4NH 3 (2) NH 3 + H 2 O = NH OH - (3) 2OH - + Zn 2+ = ZnO (s) + H 2 O

7. Kész minta vizsgálata Vizsgálati eszköz: SEM (pásztázó elektronmikroszkóp) Teljes kép: hajszál nyolcadrésze! Magasság: ~1500 nm Szélesség: ~500 nm

ZnO nanorudak felhasználásai  Nano-lézer  Fényvezető  Nanogenerátor  Tapintásérzékelő  Biológiai szenzor (Mind kutatási fázisban)

Köszönet Mentoraimnak: dr. Deák Andrásnak és dr. Volk Jánosnak Dr. Bársony István igazgatónak és dr. Daróczi Csabának az MFA Iskola megszervezéséért Tóth Attilának az elektronmikroszkóp felvételekért Lukács Istvánnak az elektronsugaras litográfiáért Almády Balázsnak, hogy egy hétig együtt kutattunk Dr. Vonderviszt Ferencnek, a délutáni beszélgetéseket

Köszönöm a figyelmet!