Electrochemical Metal Nanowire Growth From Solution

• Main Author: Nerowski, Alexander
• Other Authors: Technische Universität Dresden, Fakultät Maschinenwesen
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden 2013
• Subjects: Nanodraht; Kristallwachstum; Nanobiosensor; Nanowire; Crystal growth; ddc:620; rvk:VE 9850
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-118937; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-118937; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/11893/Dissertation_AN.pdf

The aim of this work is to make electrochemical metal nanowire growth a competitive method, being up to par with more standardized procedures, like e.g. lithography. This includes on the one hand the production of nanowires as reliable and reproducible parts, potentially suited for nanoelectronic circuit design. Therefore, this work presents a systematic investigation of the causes of nanowire branching, the necessary conditions to achieve straight growth and the parameters affecting the diameter of the wires. The growth of ultrathin (down to 15 nm), straight and unbranched platinum nanowires assembly is demonstrated. On the other hand, it is the objective to go beyond purely electronic applications. An examination of the crystallography of the wires reveals nanoclusters inside the wire with a common crystallographic orientation. The versatility of the wires is illustrated by implementing them into an impedimetric sensor capable of the detection of single nanoscaled objects, such as bacteria. === Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist es, die elektrochemische Herstellung von metallischen Nanodrähten zu einer wettbewerbsfähigen Methode zu machen, die sich mit standardisierten Prozessen, wie z. B. der Lithographie messen kann. Dies beinhält auf der einen Seite die Produktion der Nanodrähte als zuverlässige und reproduzierbare Bauteile, die im nanoelektrischen Schaltungsdesign Verwendung finden können. Daher befasst sich diese Arbeit mit einer systematischen Untersuchung der Ursachen für die Verzweigung von Nanodrähten, den notwendigen Bedingungen um gerades Wachstum zu erlangen und mit den Parametern, die Einfluss auf den Durchmesser der Drähte haben. Der Wuchs von sehr dünnen (bis zu 15 nm), geraden und unverzweigten Nanodrähten aus Platin wird gezeigt. Auf der anderen Seite ist es erklärtes Ziel, über rein elektronische Anwendungen hinaus zu gehen. Eine Untersuchung der Kristallographie der Nanodrähte zeigt, dass die Drähte aus Nanopartikeln bestehen, die eine gemeinsame kristallographische Orientierung aufweisen. Die Vielseitigkeit der Drähte wird anhand einer Sensoranwendung gezeigt, mit der es möglich ist, einzelne nanoskalige Objekte (wie z. B. Bakterien) zu detektieren.