نانوجوش‌ها نوید بخش عصری جدید در الکترونیک

به‌تازگی در آزمایشگاهی در سوئیس، روش‌های جوشکاری
جدیدی برای کار در اندازه‌های نانومتری، ابداع شده است. محققان این
آزمایشگاه می‌گویند که به وسیله این روش ها می‌توان مونتاژ قطعات
الکترونیکی را در اندازه‌های کوچک‌تر از آنچه تاکنون ممکن بوده، انجام داد.

یکی از این روش‌ها جوش نقطه‌ای نانورباتیک است. در این روش از مس مذاب برای
اتصال قطعات به همدیگر استفاده می‌شود و روند کار مانند جوشی است که یک
جوشکار معمولی انجام می‌دهد. این روش را محققان مؤسسه رباتیک و سیستم‌های
هوشمند زوریخ سویس و همکارانشان در دانشگاه Zhejiang چین، ابداع کرده‌اند.

دانگ، از محققان این پروژه در این باره می‌گوید: “ما یک نانولوله کربنی با
عرض۵۰ نانومتر که با مس پرشده بود را درون یک نانوربات قرار دادیم و با
عبور دادن ولتاژ کمی از آن، مس را ذوب کردیم”. در این آزمایش محققان
نانوربات‌ها را طوری برنامه‌ریزی کردند که فلز مذاب، دو نانولوله کربنی را
به هم جوش داد.
دانگ اظهار داشت که انتظار می‌رود روش مذکور برای ساختن ابزارهای
الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد. به گفته وی: مس می‌تواند اتصالاتی با
مقاومت الکتریکی پایین ایجاد کند. از این رو می‌توان از آن برای اتصال
نانولوله‌ها در ترانزیستورهای کوچک استفاده کرد. این نوع ترانزیستورها عمل
کلیدزنی جریان در بیشتر ابزارهای الکترونیکی را انجام می‌دهند.
اتصالات چندگانه
با اعمال ولتاژ در نانولوله پرشده با مس که دو سر آن به دو الکترود متصل
شده، می‌توان مدارهای الکترونیکی ساخت. در این فرایند مس ذوب شده، نانولوله
را در جای خود محکم می‌کند. دانگ در این باره می‌گوید: “این روش راحت‌تر و
مقرون به صرفه‌تر از روش‌ استفاده از الکترودهای اضافی است که در حال حاضر
از آن استفاده می‌شود”.
از آنجا که عامل محرک جوشکاری در این روش الکتریسیته است، امکان ایجاد
همزمان اتصالات متعدد به طور همزمان وجود دارد. دانگ در این باره افزود: “می‌توان
ساختارهایی از نانولوله‌ها را به وسیله میدان الکتریکی و یا روش‌های
خودآرایی به وجود آورد و با اعمال ولتاژ، آنها را در جای مورد نیاز جوش داد”.
کربن بی‌شکل
محققان دانشگاه بس (Bath) انگلستان روش نانوجوش دیگری را ابداع کرده‌اند که
تنها به یک میکروسکوپ الکترونی نیاز دارد. آنها در این روش از اثری بهره
بردند که معمولاً برای محققانی که از میکروسکوپ الکترونی استفاده می‌کنند،
یک مشکل محسوب می‌شود. نمونه‌هایی که در این نوع میکروسکوپ آزمایش می‌شوند،
معمولاً دارای مقادیر بسیار کمی از آلودگی‌های کربنی است. در حین آزمایش،
پرتوالکترونی این آلودگی‌ها را به کربن بی‌شکل تبدیل می‌کند. گوردیف می
گوید: “ما متوجه شدیم که این پدیده می‌تواند بسیار مفید باشد”. وی نشان داد
که از این اثر می‌توان برای جوش دادن اجسام با اندازه‌های نانومتر به یک
سطح استفاده کرد.
الکترون‌های موجود در پرتوی میکروسکوپ از نمونه و سطحی که نمونه روی آن
قرار گرفته، پراکنده می‌شوند. این پرتو ها آلودگی‌ها را به کربن بی‌شکل
تبدیل می‌کنند. و طبق اظهارات گوردیف می‌توانیم تا هر شکل سه‌بعدی را به‌وسیله
تغییر دادن پرتوالکترونی و یا چرخاندن هدف، به وجود بیاوریم. محققان
توانسته‌اند با استفاده از این روش چاقوهای جراحی با اندازه‌های نانومتری
تولید کنند. این چاقوها ده تا بیست نانومتر عرض و تنها چند نانومتر ضخامت
دارند و در بریدن و جدا کردن سلول‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نتایج این تحقیق در مجله New Scientist منتشر شده است.