X-Spectrum探测器用于纳米线生长过程中应力变化的原位观察

纳米线是一种细小的丝状结构，比人的头发还要细1000倍，电子可以在导线上自由移动。同时，它们在另外两个方向上的运动受量子力学的支配。因此，纳米线具有非凡的性能，可应用于许多技术，如磁性存储设备、太阳能电池、电催化剂和电子技术。这些强力纤维可以从宏观的材料中提取，也可以通过电化学阳极氧化来生产(如纳米孔氧化铝)。在生长过程中，纳米结构具有一定的物理性质，如应变，这影响了它们的性能。现在，研究人员可以通过原位观察来研究纳米线生长过程导致的上述特性的变化。

实验设置

在实验中，来自瑞典、丹麦和德国的研究人员扫描了钯(Pd)纳米线在电化学电池模板内的生长过程。为此，他们在PETRA III同步辐射(DESY)的纳米衍射线站（P23）原位测试了上述实验)。x射线束通过透射几何聚焦在样品的500 nm的点上。衍射信号用LAMBDA 750k GaAs相机检测。该研究的主要作者Alfred Larsson说，我们看到使用LAMBDA探测器的主要好处是小的像素尺寸（55um），这使我们能够获得高分辨率的衍射图案，这是我们所研究的纳米结构中检测微小结构变化所必需的。

结果

从研究数据来看，研究人员不仅能够原位观察纳米线的生长，而且还能跟踪过程中某些特性的变化。他们专门研究了径向和轴向的应变变化。他们在径向上观察了拉伸应变，在轴向上也观察了较小程度的拉伸应变。研究人员还在底部附近的纳米线中发现了一个应变较高的区域。与之前的非原位测量相比，原位测量能够观察到一个晶格的扩展，研究者们将其归因于对电解产生的氢的吸收。他们希望他们的工作能够促进对纳米线生长的理解，最终目标是使原子尺度的纳米线裁剪成为可能。

REFERENCE

A. Larsson, G. Abbondanza, L. Rämisch, W. Linpé, D. V. Novikov, E. Lundgren and G. S. Harlow. In situ scanning x-ray diffraction reveals strain variations in electrochemically grown nanowires. Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 54 (23): 235301, 2021. https://doi.org/10.1088/1361-6463/abeb3d