اخیراً گروهی از فیزیک‌دانان و مهندسان موسسه تحقیقات مواد الکترونیکی در دانشگاه نورث ایسترن در بوستون، ماساچوست، روشی برای آرایش نانولوله‌ها در سطح وسیع با استفاده از میدان الکتریکی یافته‌اند.
آرایش سه‌بعدی نانولوله‌ها در مقیاس وسیع برای قطعات الکترونیکی نانومقیاس
در چند سال اخیر محققان تلاش کرده‌اند از رسانایی الکتریکی خوب نانولوله‌ها در ساخت ابزارهای الکترونیکی نانومقیاس بهره ببرند.یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در این مسیر یافتن راهی برای آرایش و منظم کردن نانولوله‌ها به شکل یک ساختار سه‌بعدی برای حمل جریان در ابزارهای نانومقیاس است.
اخیراً گروهی از فیزیک‌دانان و مهندسان موسسه تحقیقات مواد الکترونیکی در دانشگاه نورث ایسترن در بوستون، ماساچوست، روشی برای آرایش نانولوله‌ها با استفاده از یک میدان الکتریکی یافته‌اند. این محققان توانستند با استفاده از این روش نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره را درون نانوحفرات عمیق یک بستر آلومینای نانوحفره‌ای وارد کرده و ساختارهای سه‌بعدی از آنها درست کنند. به طور متوسط در هر حفره یک نانولوله قرار گرفته و با روبش سطحی به مساحت ۳۲/۰ سانتی‌متر مربع، بیش از یک میلیون نانولوله درون حفرات جای داده شدند.
سرینیواس سریدار، مدیر موسسه تحقیقات مواد الکترونیکی می‌گوید: «بیشترین اهمیت این روش در این است که امکان تولید اتصالات الکتریکی سه‌بعدی متشکل از نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره را با سرعت بالا و در مقیاس وسیع، بدون نیاز به سنتز دمای بالا فراهم می‌آورد».
محققان برای به دست آوردن این ساختار، یک الکترود مثبت را به ته یک بستر سیلیکایی متصل کرده و سپس بستر آلومینایی را روی آن قرار دادند. سپس به صورت دستی یک الکترود منفی را در محل‌های آرایش به صورت روبشی حرکت داده و در نتیجه نانولوله‌های کربنی دارای بار منفی را به درون حفرات بستر آلومینایی هل دادند. فرایند استفاده از میدان الکتریکی برای حرکت دادن اشیای باردار، الکتروفورز نامیده می‌شود. همچنین دی‌الکتروفورز به فرایندی اطلاق می‌شود که در آن یک میدان الکتریکی غیریکنواخت، اشیای باردار یا بدون بار را به حرکت در‌می‌آورد. از این فرایند در جهت دادن نانولوله‌ها به سمت حفرات استفاده شد.
محققان پس از آرایش نانولوله‌ها، لایه‌ای از طلا به ضخامت ۱۵ نانومتر را روی بستر آلومینایی به روش اسپاتر نشاندند، به نحوی که این لایه طلا در تماس با بالای نانولوله‌ها قرار گرفت. این لایه طلا اتصال الکتریکی میان نانولوله‌ها را تکمیل نموده و بدین ترتیب امکان انتقال جریان الکتریکی میان لایه طلا و سیلیکون از طریق نانولوله‌ها ایجاد شد.
در نمونه شاهد که هیچ نانولوله‌ای در آن قرار داده نشده بود، هیچ جریانی میان دو لایه جاری نشد و این امر انتقال جریان از طریق نانولوله‌ها را ثابت می‌کند. در این روش به دماهای بالا نیازی نبوده و می‌توان سطوحی در مقیاس سانتی‌متری را با آن پوشش داد.
