Εναπόθεση και ηλεκτρικός χαρακτηρισμός δομών κολλοειδών νανοσωμάτων Au

Abstract

Basic aims of the PhD thesis were the systematic and organized deposition of colloidal particles, as Au nanoparticles (NPs) and K₂SO₄ microcrystals coated with Au NPs, Si surfaces and their electric examination for sensor applications. The Au NP coated microcrystals were selectively deposited inside V-groove etched Si lines, due to capillary and electrostatic forces. The Au NPs were organized between electrodes by applying electric field and techniques of electrophoresis and dielectrophoresis. The Au NPs with 5nm diameter and tiopronin stabilized created on homogeneous layer between electrodes by electrophoresis and exhibited hopping conductivity. The Au NPs with 40nm diameter and citrate stabilized formed ohmic chains with hundreds of nm width and up to 10μm length, between electrodes fabricated on V-groove etched Si substrates. It was found by simulation of the electric field, that the V-shape of the electrodes and the substrates creates local maximization of the electric field and consequently of the dielectric force.

Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής ήταν η οργανωμένη και συστηματική εναπόθεση κολλοειδών σωματιδίων, όπως νανοσωματίδια Au και μικροκρύσταλλοι K₂SO₄ με επικάλυψη νανοσωματιδίων (ΝΑ) Au, σε επιφάνειες Si και η μελέτη των ηλεκτρικών ιδιοτήτων τους, με στόχο την εφαρμογή τους σε διατάξεις αισθητήρων. Οι κολλοειδείς μικροκρύσταλλοι K₂SO₄ επικαλυμμένοι με ΝΑ Au εναποτέθηκαν επιλεκτικά στο εσωτερικό εγχαραγμένων γραμμών σχήματος V, λόγω τριχοειδών και ηλεκτροστατικών δυνάμεων. Τα κολλοειδή ΝΣ Au οργανώθηκαν μεταξύ ηλεκτροδίων εφαρμόζοντας ηλεκτρικό πεδίο και τις τεχνικές ηλεκτροφόρησης και διηλεκτροφόρησης. Τα ΝΑ Au διαμέτρου 5nm με σταθεροποιητή το πεπτίδιο της θειοπρονίνης δημιούργησαν ένα ομογενές στρώμα μεταξύ ηλεκτροδίων με τη μέθοδο της ηλεκτροφόρησης και εμφάνισαν αγωγιμότητα μεταπήδησης (hopping). Τα ΝΑ Au διαμέτρου 40nm με κιτρικό σταθεροποιητή σχημάτισαν αγώγιμα νήματα πλάτους ορισμένων εκατοντάδων nm και μήκους μέχρι 10μm, μεταξύ ηλεκτροδίων τα οποία σχηματοποιήθηκαν σε εγχαραγμένα υποστρώματα Si.