اتصال نانولوله‌های کربنی به الکترودهای فلزی با استفاده از نانوجوشکاری مافوق صوت

ایجاد اتصال درونی قابل اطمینانی بین CNTs و سیستم‌های الکتریکی مکانیکی خارجی یک پیش شرط ضروری در بررسی توانایی‌های نانولوله‌های کربنی در زمینه‌های مختلف می‌باشد. تشکیل یک تماس اهمی پایدار و با مقاومت کم بین CNTs و الکترودها در تسریع توسعه کاربرد آنها در ابزارهای نانوالکترونیکی کوچک پر سرعت و با افت توان کم حائز اهمیت است.

ایجاد اتصال درونی قابل اطمینانی بین CNTs و سیستم‌های الکتریکی مکانیکی خارجی یک پیش شرط ضروری در بررسی توانایی‌های نانولوله‌های کربنی در زمینه‌های مختلف می‌باشد. تشکیل یک تماس اهمی پایدار و با مقاومت کم بین CNTs و الکترودها در تسریع توسعه کاربرد آنها در ابزارهای نانوالکترونیکی کوچک پر سرعت و با افت توان کم حائز اهمیت است.
در مقاله‌ای که با عنوان، «نانوجوشکاری مافوق صوت نانولوله‌های کربنی به الکترودهای فلزی» در مجله Nanotechnology به چاپ رسیده، محققان مؤسسه فناوری و نانو علم و میکرو علم دانشگاه شانگهای از روشی ساده در نانوجوشکاری مافوق صوت خبر داده‌اند که به وسیله آن می‌توان نانو لوله‌های کربنی تک جداره (SWCNT) را با فشردن آنها به الکترودها به روشی مطمئن و تحت یک نیروی ارتعاشی با فرکانس مافوق صوت، آنها را به هم جوش داد. البته تاکنون روش‌هایی برای اتصال CNTs به الکترودها و بهبود این اتصال مانند اتصال شیمیایی، تابش پرتو متمرکز یا آنلینگ دمای بالا وجود داشته است اما در عین حال، تمامی این روش‌ها با مشکل روبرو بوده است به طوریکه یا به شرایط پرداخت سختی نیاز داشته و یا فاقد دوام و پایداری درازمدت بوده‌اند.
Chang xin Chen ضمن توضیح درباره روش ابداعی خود بیان داشت که مقاومت اتصال در این روش پائین بوده و پایداری و استحکام مکانیکی خوبی هم داشته است.
به عقیده دانشمندان این روش نانوجوشکاری مافوق صوت را می‌توان قابل رقابت با روش‌های پرداخت ICهای سیلیکونی دانست، با این روش به طور ساده‌تر و کم هزینه‌تر و با قابلیت مقیاس پذیری بیشتری می‌توان به ایجاد اتصالات اهمی قابل اطمینان بین نانوابزار و الکترودها اقدام کرد و در نتیجه می‌توان به راحتی از آن بهره برد.
این روش به هیچ نانوابزار و یا الکترود فلزی خاص بستگی ندارد. حتی با این روش می‌توان اتصال‌های قوی کم مقاومتی را بین الکترودهای فلزی (Ti, Au, Al) و نانوسیم‌های Si،SiC و نانوکمربند Ga2O3 ایجاد نمود. بنابراین کاربرد چنین روشی در محدوده گسترده‌تری از نانومواد تک بعدی و فلزات، امکان‌پذیر و منطقی است.
علاوه بر این، عملکرد دستگاه‌هایی که به این روش تهیه و آماده شده‌اند نیز به نحو قابل توجهی بهبود یافته است. محققان نشان داده‌اند که کاربرد این روش، افزایش قابل توجه عملکرد ترانزیستورهای CNT با اثر میدانی را موجب شده است. همچنین این دانشمندان اخیراً آزمایشهایی در زمینه وابستگی دمایی انتقال دو پایانه‌ای را هم به منظور بررسی خواص اتصال SWCNT های نیمه‌رسانا به الکترود فلزی انجام داده‌اند و نتایج اولیه حاصل از این آزمایشها از پهنای بسیار کم و ارتفاع بسیار پائین سد (پتانسیل) مؤثر پس از انجام جوشکاری حکایت دارد.
محققان روش خود را در زمینه ایجاد دیگر نانوابزارها بسیار نوید بخش دانسته و بر این باورند که حتی قابلیت کاربردهای بسیار زیادتر دیگری هم برای آن وجود دارد.
در حال حاضر Chen و همکارانش مشغول انجام این روش در مقیاس بزرگ می‌باشند تا به این ترتیب بتوانند اتصالات زیاد و بزرگ‌تری را روی ماده پایه و در تنها یک مرحله و با یک فشار ارتعاشی مافوق صوت به انجام رسانند.