[초록빛논문] 1차원 기판 위에 주기적인 껍질의 플라토-레일리 결정 성장

1. 논문 정보

제목: 1차원 기판 위에 주기적인 껍질의 플라토-레일리 결정 성장

학술지: 자연 나노기술

발행년월: 2015년 3월

글쓴이: 로버트 W. 데이, 막스 N. 맨킨, 루에이쉬안 가오, 노유신, 김선경, 데이빗 C. 벨, 박홍규, 찰스 M. 리버

이어가기: http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2015.23

인용정보: Day, R. W., Mankin, M. N., Gao, R., No, Y.-S., Kim, S.-K., Bell, D. C., … Lieber, C. M. (2015). Plateau–Rayleigh crystal growth of periodic shells on one-dimensional substrates. Nat Nano, advance online publication. Retrieved from http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2015.23

2. 초록

[번역문]

플라토-레일리 불안정성은 물줄기가 그 표면장력을 줄이기 위해 어떻게 물방울로 떨어져 나오는지를 기술하기 위해 1800년대 중반에 최초로 제안되었다. 이후 그 불안정성은 다양한 1차원 액체와 고체 물질들에서 일어나는 지속적인 부피 재조정을 설명할 수 있도록 일반화되었다. 본 연구단은 1차원 물질에 있어 유일하면서도 플라토-레일리 불안정성의 기저에 깔린 물리적 원리를 이용하는 성장 현상을 보고한다. 이 현상을 플라토-레일리 결정 성장이라 이름 붙였고, 이것이 1차원 기판 위에 주기적 껍질을 성장시키는 데에 이용될 수 있음을 보였다. 특히, 특정한 조건에서는 균일한 지름을 가진 실리콘심 위에 실리콘, 게르마늄심 위에 게르마늄, 실리콘심 위에 게르마늄을 증착하면 지름-변조된 핵심-껍질 나노선을 만들 수 있음을 보였다. 증착조건을 합리적으로 제어하여, 지름-변조의 주기, 크기, 단면의 비등방성을 포함한 여러 형태학적 특징을 뚜렷이 조율할 수 있었다. 이 결과는 표면 에너지 축소가 주기적 껍질의 형성을 주도하며, 동역학 항들의 변화와 결정면의 에너지학이 조율가능성의 방법을 제공함을 시사한다.

[원문]

The Plateau–Rayleigh instability was first proposed in the mid-1800s to describe how a column of water breaks apart into droplets to lower its surface tension. This instability was later generalized to account for the constant volume rearrangement of various one-dimensional liquid and solid materials. Here, we report a growth phenomenon that is unique to one-dimensional materials and exploits the underlying physics of the Plateau–Rayleigh instability. We term the phenomenon Plateau–Rayleigh crystal growth and demonstrate that it can be used to grow periodic shells on one-dimensional substrates. Specifically, we show that for certain conditions, depositing Si onto uniform-diameter Si cores, Ge onto Ge cores and Ge onto Si cores can generate diameter-modulated core–shell nanowires. Rational control of deposition conditions enables tuning of distinct morphological features, including diameter-modulation periodicity and amplitude and cross-sectional anisotropy. Our results suggest that surface energy reductions drive the formation of periodic shells, and that variation in kinetic terms and crystal facet energetics provide the means for tunability.

3. 용어 대응

Plateau-Rayleigh: 플라토-레일리

instability: 불안정성

core: 핵심

Si core: 실리콘심

Ge core: 게르마늄심

morphological feature: 형태학적 특징

anisotropy: 비등방성

crystal facet: 결정면

energetics: 에너지학

4. 그림

끝

2015년 3월 11일

과꾸로

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초록빛논문 소개:

모든 중요 논문이 영어로 나오는 시대에, 한국의 연구자들이 최근 연구를 쉽게 접할 수 있도록, 논문의 초록을 한국어로 번역하여 소개한다. 한국어 용어는 한국물리학회의 물리학 용어집을 기본적으로 따른다. 초록이 없는 논문의 경우 초록 대신 논문 본문의 첫 문단을 번역하여 소개한다. 분야는 나노광학, 표면 플라즈몬, 메타물질 등을 다룬다.

번역자

카이스트 물리학 박사

현재 호주 연방연구소 CSIRO 박사후 연구원

이어가기: http://www.yhwang.info

트위터: @gguro

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