Samouređene 3D mreže germanijevih nanostruktura u amorfnim matricama ; Self-assembled 3D networks of germanium nanostructures in amorphous matrices

Nanostrukture, kao što su nanožice, čestice, cjevčice, štapići itd. intenzivno se proučavaju prvenstveno radi jedinstvenih svojstava koja proizlaze iz niske dimenzionalnosti i kvantnih efekata kao i zbog važnih primjena u nanotehnologiji. Takve nanostrukture, uronjene u razne matrice, mogu se shvatiti kao umjetne krutine gdje su njena svojstva određena svojstvima nanostrukturnih jedinica, na sličan način kao i atomskom konfiguracijom materijala. Kontrola strukture i veličine osnovnih nano-jedinica omogućuje nam dizajniranje svojstava materijala koji ih sadrže (nanomaterijala), zahvaljujući efektu kvantnog zatočenja. Ovaj efekt najviše pogađa delokalizirane elektrone za koje u makroskopskom materijalu vrijedi aproksimacija beskonačnog periodičnog potencijala. To jest, u okolini koju ispunjava npr. 1023 atoma, elektron ne „vidi“ rub materijala već se slobodno kreće u bilo kojem smjeru. S druge strane, ako izoliranu jedinicu materijala smanjimo na mikroskopsku razinu, elektronova se okolina drastično smanji te on „primjećuje“ nedostatak atoma izvan ruba nano-objekta. To znači da prestaje vrijediti aproksimacija beskonačnog periodičnog potencijala, a s njom i većina tabličnih vrijednosti svojstava materijala. Kako je elektron sad zatočen na mikroskopskoj skali, više nije delokaliziran. Nedavna istraživanja pokazala su mogućnost dobivanja posebno zanimljivog nanostrukturiranog materijala koji se sastoji od prostorno uređene 3D mreže Ge nanožica u Al2O3 (alumina) matrici. Iako su poluvodičke i metalne mreže nanožica već dobivane raznim tehnikama, proces nastajanja samog materijala, mogućnosti variranja strukture kao i njegova optička i električna svojstva zahtijevali su dodatna istraživanja. Prvi dio ove disertacije sadrži rezultate novih istraživanja napravljenih u svrhu dubljeg razumijevanja ovakvih materijala. Dodatnu zanimljivu opciju predstavlja dodavanje metala prilikom rasta nanožica čime se bitno mijenjaju svojstva materijala. Konkretno istražila se mogućnost dopiranja spomenutih nanomreža aluminijem koji se ...