نانولوله‌های کربنی، ساختارهایی غیر سمّی، با مقاومت بالا و رساناهای ایده‌الی برای حرارت و الکتریسیته هستند. بسیاری از محققان بر این باورند که دسترسی به ماده‌ای بهتر از این ساختارها، عملاً غیر ممکن است. نانولوله‌ها به طور ویژه، امیدبخش ابزارهای الکترونیک و نوری نسل بعد هستند. البته برای اینکه بتوان از این ساختارهای نانومتری به عنوان بخشی از یک مدار یا ابزار الکترونیکی استفاده کرد، باید بتوان طول و موقعیت هر دو سر یک نانولوله را کنترل کرد.
کنترل مکان و سرعت رشد نانولوله‌های کربنی
نانولوله‌های کربنی، ساختارهایی غیر سمّی، با مقاومت بالا و رساناهای ایده‌الی برای
حرارت و الکتریسیته هستند. بسیاری از محققان بر این باورند که دسترسی به ماده‌ای
بهتر از این ساختارها، عملاً غیر ممکن است. نانولوله‌ها به طور ویژه، امیدبخش
ابزارهای الکترونیک و نوری نسل بعد هستند. البته برای اینکه بتوان از این ساختارهای
نانومتری به عنوان بخشی از یک مدار یا ابزار الکترونیکی استفاده کرد، باید بتوان
طول و موقعیت هر دو سر یک نانولوله را کنترل کرد.
علاوه‌بر این، باید بتوان نانولوله‌ها را روی الکترودها سوار کرد و آنها را به
مدارهای الکترونیکی وصل نمود. فعلاً روش رسوب‌دهی بخار شیمیایی (CVD) تنها راه برای
رشد کنترل شده‌ی این ساختار است. اما طول و محل رشد نانولوله‌ها در این روش، کنترل
شده نیست و به همین خاطر ساخت ابزارهای الکترونیکی با نانولوله‌ها کار آسانی نیست.
محققان دانشگاه نبراسکا در آمریکا، با استفاده از اثرات نوری میدان نزدیک، به روش
جدیدی برای رشد نانولوله‌ها دست یافته‌اند که می‌تواند طول و محل رشد آنها را روی
سطوحی با دمای پایین کنترل کند.
محققان در این روش، ابتدا زیرلایه‌ی (“substrate”) سیلیکون را با پوششی از اکسید
سیلیکون عایق پوشاندند. سپس الکترودهای فلزی با نوک‌های تیز را طراحی و بر روی این
زیرلایه ایجاد کردند. در مرحله‌ی بعد، این سطح را در محیط خلاء قرارداده، گاز خوراک
برای تولید نانولوله را وارد محیط کردند. سپس لیزر دی اکسید کربن را بر تمام سطح
فوق تاباندند. اندرکنش بین لیزر و الکترودها باعث پیدایش اثرات نوری میدان نزدیک
می‌شد.
شبیه سازی‌های عددی نشان داد که در نوک‌های تیز الکترودها، حرارت موضعی زیادی
ایجاد می‌شود که تا ده برابر بیشتر از حرارت سایر نقاط الکترود است. این مناطق
داغ، موقعیت‌هایی هستند که نانولوله‌ها در آن رشد می‌یابند.
برقراری یک ولتاژ بایاس بین الکترودها باعث ایجاد یک میدان الکتریکی می‌شود.
این میدان موجب می‌گردد که نانولوله‌ها به صورت هم جهت، پل‌هایی را بین دو
الکترود مخالف ایجاد کنند. این روش دو مزیت بسیار عمده دارد: اول کنترل موقعیت
رشد و طول نانولوله‌ها و دوم، دمای پایین زیرلایه.
این روش جدید، امکان ساخت ارزان قیمت ادوات و ساختارهای مبتنی بر نانولوله را
که کابردهایی در الکترونیک، فوتونیک، اودات نانوالکترومکانیکی و حسگرها دارند
فراهم می‌کند.
نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nanotechnology چاپ شده است.
