ارائه روشی برای تولید نانوروبان‌هایی با خاصیت فلزی

پژوهشگران روشی موسوم به – رشد الگو داده شده – را برای تولید نانوروبان‌هایی از جنس گرافن اپیتاکسیال ارائه کردند که با آن می‌توان محصولاتی به ابعاد ۱۵ تا ۴۰ نانومتر تولید کرد. این نانوروبان قادر است جریان الکتریکی را تقریبا بدون مقاومت از خود عبور دهد.

 پژوهشگران روشی موسوم به “رشد الگو داده شده” را برای تولید نانوروبان‌هایی
از جنس گرافن اپیتاکسیال ارائه کردند که با آن می‌توان محصولاتی به ابعاد ۱۵ تا ۴۰
نانومتر تولید کرد. این نانوروبان قادر است جریان الکتریکی را تقریبا بدون مقاومت
از خود عبور دهد.

والت دهر، استاد موسسه فناوری ویرجینیا می‌گوید ما توانستیم نانوروبان‌هایی با
هدایت الکتریکی بالا و خواص بالستیک کوانتومی تولید کنیم. این نانوروبان‌ها شبیه
فلزات کامل هستند به‌طوری‌که الکترون می‌تواند از میان آن عبور کند بدون اینکه
پراشی داشته باشد، مشابه رفتار نانولوله‌های کربنی.

در روش‌های قبلی برای تولید گرافن، از پرتو الکترونی برای برش گرافن و تولید
نانوروبان استفاده می‌شد اما با این کار لبه‌های نانوروبان دارای زبری بوده و
الکترون از آن پراش می‌یافت در نتیجه نانوروبان تولید شده به جای این که خاصیت
رسانایی داشته باشد، عایق الکتریکی می‌شد.

در این روش جدید محققان لبه‌های نانوروبان را حذف کردند تا خاصیت رسانایی آن حذف
شود. برای این کار لبه‌ها درون کاربید سیلیکون فرو می‌رود. در روش رشد الگوداده
شده، الگوها با استفاده از اچ کردن روی سطح کاربید سیلیکونی که قرار است گرافن روی
آن رشد کند، ایجاد می‌گردد. این الگوها برای تولید و رشد گرافن استفاده می‌شود که
در نهایت نانوروبان یا دیگر ساختارها با شکل و پهنای مشخص ایجاد می‌شوند. در نتیجه
نیاز به پرتو الکترونی و تشکیل لبه‌ها زبر نیست. در قدم اول آنها از روش‌های مرسوم
در میکروالکترونیک برای اچ کردن سطح کاربید سیلیکون، که بسیار مسطح است، و ایجاد
لبه‌هایی در آن استفاده کردند. سپس نمونه را تا ۱۵۰۰ درجه سیلیسیوس گرم کردند که
این کار منجر به از بین رفتن زبری لبه‌های الگو که در اثر اچ کردن بوجود آمده
می‌شود. برای رشد گرافن نیز از روش‌ها مختلفی بهره گرفته شده است. به‌جای رشد همه
جانبه گرافن، محققان با محدود کردن گرمای داده شده به سیلیکون، گرافن را تنها در
محلی که مورد نظرشان بود رشد دادند. از آنجایی که پهنای نانوروبان متناسب با عمق
محلی است که از طریق اچ کردن ایجاد شده بنابراین می‌توان ساختار نانوروبان را با
دقت کنترل کرد. برای ایجاد ساختار پیچیده، باید با استفاده از اچ کردن‌های متعدد،
الگوهای پیچیده ایجاد کرد. در حال حاضر این گروه درصدد کاهش اندازه نانوروبان به
زیر ۱۰ نانومتر هستند. گرافن اپیتاکسیال می‌تواند به‌عنوان یکی از اجزاء نسل جدید
ادوات با کارایی بالا مورد استفاده قرار گیرد.

نتایج این تحقیق در نشریه journal Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.