آوریل سال پیش گروهی از شیمی‌دان‌ها به رهبری دانشگاه دوک، روشی استثنایی برای تولید انبوه نانولوله‌های کربنی دراز، مستقیم، و منظم به قطر تنها چند اتم معرفی نمودند؛ حال این محققان همان فرایند را تغییر داده‌اند تا نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره منحصر به فرد نیمه‌رسانا تولید نمایند.
نانولوله‌های کربنی نیمه‌رسانا، «جام مقدس» کاربردهای الکترونیکی
آوریل سال پیش گروهی از شیمی‌دان‌ها به رهبری دانشگاه
دوک، روشی استثنایی برای تولید انبوه نانولوله‌های کربنی دراز، مستقیم، و
منظم به قطر تنها چند اتم معرفی نمودند؛ حال این محققان همان فرایند را
تغییر داده‌اند تا نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره منحصر به فرد نیمه‌رسانا
تولید نمایند.
جی لیو استاد شیمی دانشگاه دوک می‌گوید: «این دستاورد
می‌تواند راه را برای توسعه نانومدارات الکترونیکی قابل اطمینان در
مقیاس‌های بسیار کوچک باز کند».
وی می‌افزاید: «فکر می‌کنم این یافته، جام مقدس این عرصه است. حال تمام
قطعات پازل کنار هم جمع شده‌اند: کنترل موقعیت، جهت‌گیری، و ویژگی‌های
الکتریکی. ما در موقعیتی قرار داریم که می‌توانیم ابزارهای الکترونیکی
زیادی از جمله ترانزیستورها و حسگرهای اثر زمینه با جریان بالا بسازیم».
نتایج این کار پژوهشی که توسط لیو و همکارانش از دانشگاه دوک و یک گروه
پژوهشی از دانشگاه پکینگ در چین انجام شده است، در شماره ۲۰ ژانویه ۲۰۰۹
مجله Nano Letters منتشر شده است.
در این مقاله، شرایطی برای رشد نانولوله‌ها توصیف شده است که در آن تقریباً
تمام نانولوله‌های رشد یافته، نیمه‌رسانا هستند. این پژوهشگران در کار قبلی
خود از اتانول به عنوان ماده اولیه تأمین کننده اتم‌های کربن بهره برده
بودند. در این کار جدید، آنها از نسبت‌های مختلفی از دو نوع الکل اتانول و
متانول و دو گاز دیگر آرگون و هیدروژن (که در کار قبلی نیز از آنها استفاده
کرده بودند) بهره بردند. لیو می‌گوید: «ما دریافتیم که با استفاده از ترکیب
مناسبی از دو نوع الکل به همراه گازهای آرگون و هیدروژن، می‌توانیم
نانولوله‌های کربنی صرفاً نیمه‌رسانا تولید کنیم. این کار شبیه استفاده از
یک پیچ تنظیم‌کننده است». گاز آرگون که از نظر شیمیایی بی‌اثر است، برای
ایجاد جریان ثابت و یکنواختی از اتانول و متانول استفاده شده و گاز هیدروژن
نیز مانع از اکسید شدن کاتالیزور مس می‌گردد. این پژوهشگران پس از تولید
نانولوله‌ها توسط روش رسوب‌دهی شیمیایی بخار در یک کوره با دمای ۹۰۰ درجه
سانتی‌گراد، آنها را در تولید ترانزیستورهای اثر زمینه مورد استفاده قرار
دادند تا ویژگی‌های الکتریکی‌شان را بررسی کنند.
در گزارش این محققان آمده است: «ما از بررسی‌های به‌عمل‌آمده تخمین می‌زنیم
که ۹۵ تا ۹۸ درصد نانولوله‌های تولید شده، نیمه‌رسانا هستند».
این دانشمندان همچنین برای اطمینان بیشتر، این نانولوله‌ها را با طیف‌سنجی
رامان بررسی کردند. در این نوع طیف‌سنجی، می‌توان با مطالعه چگونگی برهمکنش
نانولوله‌ها با تابش‌های مختلف لیزر، نیمه‌رسانا یا فلزی بودن آنها را
تشخیص داد.
بنابر گفته این محققان، اضافه کردن متانول به خوراک مصرفی، همچنین باعث
کاهش قطر نانولوله‌ها و افزایش نظم اتمی آنها در تطابق با بلور کوارتز
زیرین می‌شود.
