Nanoelektronika: rezbarenje ugljika | npg azijski materijali

Nanoelektronika: rezbarenje ugljika | npg azijski materijali

Anonim

Visokoenergetske zrake elektronskog mikroskopa koriste se za izrezivanje jednog niza ugljikovih atoma iz grafitne pahuljice, čime se postiže krajnja tanka spojna točka za elektroniku.

Istraživači u Japanu i Kini opisuju pouzdan način stvaranja samostojećih, pojedinačnih lanaca ugljikovih atoma, koji bi se mogli upotrijebiti kao sastavni blok za sveogljični nanočelični električni krug.

Postoje dva pristupa minijaturizaciji elektronike: započnite s sitnim elementima i izgradite krug ili smanjite krupne materijale sa sofisticiranom kemijom, optikom ili visokoenergetskim snopovima. Potonji pristup "odozdo prema dolje" dominirao je u industriji poluvodiča, ali s otkrićem ugljikovih nanocjevčica, znanstvenici su se zainteresirali za metodu "odozdo prema gore" za izgradnju krugova nanocjevčica.

Nažalost, gotovo je nemoguće precizno izraditi i pozicionirati veliki broj identičnih ugljikovih nanocjevčica. Sada, dovodeći filozofiju odozgo prema dolje na ugljik, tim znanstvenika s AIST-a i Meijo sveučilišta u Japanu i Pekinškog sveučilišta u Kini 1 pronašao je način da izvadi atomsko tanke žice od grafenskih pahuljica. Član grupe, Ling-Mao Peng, kaže: "Ove su žice krajnja tanka međuspojna veza i eventualno najmanja funkcionalna jedinica uređaja."

Skupina je započela suspendiranjem nanocrvene pahuljice grafita (hrpe ugljikovih slojeva) na mreži prijenosnog elektronskog mikroskopa. Pomoću mikroskopske visokoenergetske elektronske snope razrjeđivali su pahuljicu do jednog sloja, u kojem su potom formirali dvije usko razmaknute rupe koje su bile razdvojene 'nanoribonom' od ugljikovih atoma (Sl. 1, lijevo). Da bi formirali jedan niz ugljikovih atoma iz nanoribbona, smanjili su energiju elektronskog snopa i nježno odstranili atome ugljika, red po red. Proces je zaustavljen kada su preostali samo jedan ili dva reda ugljika (Sl. 1, desno).

Image

Slika 1: Elektronske mikrografije ugljikove nanoribone prije (lijevo) i poslije (desno) elektronska zraka srušila je sve osim jednog atomsko tankog lanca ugljikovih atoma.

Lanci ugljika bili su duljine oko 2 nm (ili 16 atoma ugljika), i iako su bili krhki, preživjeli su 1-2 minute prije pucanja.

Za Penga je sljedeći izazov mjerenje elektroničkih svojstava lanaca. Kaže, "Bit će izuzetno zanimljivo vidjeti kako se naboji kreću kroz ugljik, ovisno o tome jesu li oni u obliku trodimenzionalnog grafita, dvodimenzionalnog grafena, jednodimenzionalnog lanca ugljika, a možda i na kraju nula-dimenzionalnog ugljična točka. "

autori

Ovaj je istraživački vrhunac odobrio autor izvornog članka, a sve empirijske podatke u njemu pružio je navedeni autor.