LASER SHOCK-BASED PLATFORM FOR CONTROLLABLE FORMING OF NANOWIRES

 "Laser Shock-Based Platform for Controllable Forming of Nanowires". J. Li, Y. Liao, S. Suslov, G. J. Cheng. NANOLETTERS 12, 3224 (2012). DOI: 10.1021/nl3012209

One-dimensional nanomaterials have attracted a great deal of research interest in the past few decades due to their unique mechanical, electrical, and optical properties. Changing the shape of nanowires (NWs) is both challenging and crucial to change the property and open wide functions of NWs, such as strain engineering, electronic transport, mechanical properties, band structure, and quantum properties, etc. Here we report a scalable strategy to conduct cutting, bending, and periodic straining of NWs by making use of laser shock pressure. Three-dimensional shaping of silver NWs is demonstrated, during which the Ag NWs exhibit very good ductility (strain-to-failure reaches 110%). Meanwhile, the high electrical conductivity of Ag NWs could retain well under controlled laser shock pressure. The microstructure observation indicates that the main deformation mechanism in Ag NWs under dynamic loading is formation of twinning and stacking fault, while dislocation motion and pile-up is less obvious. This method could be applied to semiconductor NWs as well.

En las últimas décadas los nanomateriales unidimensionales han atraído poderosamente el interés científico, debido a sus propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas únicas. La modificación de la forma de los nanoalambres (NWs) es un reto crucial para cambiar las propiedades y permitir que los NWs desempeñen diversas funciones en cuestiones tales como en ingeniería de esfuerzos, transporte electrónico, propiedades mecáncias, estructuras de bandas, y propiedades cuánticas, etc. Aquí se reporta una estrategia escalable para llevar a cabo el corte, el doblado y el moldeado periódico de los NWs, por medio del uso de presión de choque láser. Se demuestra el modelado tridimensional de NWs de plata, durante el cual los NWs de AG muestran una muy buena ductibilidad (la falla al esfuerzo alcanza el 110%), mientras que la alta conductividad eléctrica de los NWs de Ag se matiene, bajo una presión de choque láser controlada. La observación de microestructuras indica que el principal mecanismo de deformación en los NWs de Ag, bajo carga dinámica, es la apilación de maclas y de fallas, aunque el movimiento de dislocaciones y el apilamiento es menos obvio. Este método también es susceptible de aplicarse a NWs semiconductores.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl3012209