محققانی از مؤسسه فناوری پیشرفته دانشگاه سوری انگلستان، با استفاده از STM، تغییرات قابل توجهی را در رفتار الکترونیکی بنیادی نانولولههای کربنی دوجداره ایجاد کردهاند. این تغییرات رفتاری زمانی مشاهده شد که نانولولههای مذکور تحت تغییر شکل شعاعی و کرنش پیچشی قرار گرفتند. این کشف به کاربردهای مهمی برای نانولولههای کربنی، در الکترونیک و NEMS خواهد انجامید.
استفاده از نانولولههای کربنی بهعنوان اتصالات میانی
محققانی از مؤسسه فناوری پیشرفته دانشگاه سوری انگلستان، با استفاده از STM، تغییرات قابل توجهی را در رفتار الکترونیکی بنیادی نانولولههای کربنی دوجداره ایجاد کردهاند. این تغییرات رفتاری زمانی مشاهده شد که نانولولههای مذکور تحت تغییر شکل شعاعی و کرنش پیچشی قرار گرفتند. این کشف به کاربردهای مهمی برای نانولولههای کربنی، در الکترونیک و NEMS خواهد انجامید.
در این تحقیق نشان داده شد که فشردن و پیچ دادن یک نانولوله دوجداره، باعث ایجاد غیرمنتظره یک باندگپِ الکترونیکی در یک سیستم فلزی میشود. دکتر کریستینا گیوسکا، سرپرست این گروه، میگوید:«اساساً، اهمیت برهمکنش بینپوستهای در نانولولههای کربنی دوجداره فشردهشده، حاکی از قابلیت ایجاد یک اتصال بازگشتپذیرِ فلزـنیمهرساناست. این اتصال میتواند کاربردهای ابزاری داشته باشد؛ بهعنوان مثال قادر به ارسال یک پیام هشداردهنده در مجموعهای از اجزای نیمهرساناست که با استفاده از نانولولههای کربنی ساخته شدهاند».
از آنجایی که تغییر شکلها میتوانند در پاسخ به وضعیتهای رشد، فراورش یا خصوصیتسنجی نانولولههای کربنی رخ دهند؛ این تحقیق مربوط به مواد و فرایندهایی است که به تعیینخصوصیات این ساختارها میپردازند؛ بهعنوان نمونه اکثر اندازهگیریهای انتقالی الکترونیکی برای اتصال نانولهها به یکدیگر، با استفاده از فلزات مختلف انجام میگیرند. مقادیر اندازهگیریشده در این مورد میتوانند تحت تأثیر عوامل پنهان قرار گیرند.
پرفسور راوی سیلوا، مدیر مؤسسه فناوری پیشرفته، عنوان کرد که این یافتهها در آینده برای ادغام نانولولههای کربنی با فناوریهای الکترونیکی معمولی موجود، بسیار مهم خواهند بود؛ بهعنوان مثال، میتوان دید که با قرار دادن الکترودهای کنترل بر بالای نانولولهها و یا جای دادن نانولولهها در سایر ساختارها، روشهای ساخت منجر به ایجاد تغییر شکلهایی میگردند.
در میان این ساختارها، بهکارگیری نانولولههای کربنی بهعنوان اتصالات میانی در صنعت میلیارد دلاری نیمهرسانا از اهمیت ویژهای برخوردار است. بنا به نقشهراهِ ITRS، این صنعت به دنبال راهکارهایی برای ساخت مدارهای مجتمع در سال ۲۰۱۲ است. از این رو، مطالعه بر روی تغییر شکل و قابلیت ادغام مکانیکی این اجزای پایهای در مقیاس نانو دارای اهمیت بسیار زیادی خواهد بود.
علاوه بر این، این تحقیق باید در زمینه دستیابی به تغییر شکل نانولولههای کربنی با یک رفتار کنترلشده، رقابتی در بین دانشمندان آزمایشگاهی ایجاد کند تا به این شکل بتوان بهآسانی به خصوصیات فلزی یا نیمهرسانایی مورد نیاز دست یافت. در این تحقیق از طریق شبیهسازیها نشان داده شدهاست که تغییر شکلهای تطبیقی زیاد به شکل چشمگیری، واکنشپذیری شیمیایی نانولولههای کربنی را ارتقا میدهد؛ لذا تغییر شکلهای کنترلشده میتوانند در آینده و نسل بعدی حسگرها نیز کاربرد داشته باشند.
نتایج این تحقیق در نشریه Nano Letters به چاپ رسیدهاست.