نانوسیم‌های سلنید سرب

توانمندی انتقال بارهای الکتریکی و کنترل حرکت آنها از نقطه‌ای به نقطه دیگر در
مقیاس نانو اهمیت زیادی در کاربردهای مختلفی از قبیل از رایانه ها، حسگرهای تصویر و
پیل‌های خورشیدی دارد که به فناوری به نیمه‌رساناها مربوط می‌شود.

گروهی از محققان در دانشگاه پنسیلوانیا که در زمینه فناوری‌های انرژی‌های جایگزین
کار می‌کنند اخیرا موفق به ابداع روشی برای کنترل مشخصه‌های نانوسیم‌های نیمه‌رسانا
که از مواد جدیدی از قبیل سلنید سرب ساخته شده‌اند. آنها توانستند خواص رسانشی
نانوسیم‌های سلنیدی واقع در مدارهای الکتریکی را کنترل کنند.

یکپارچه‌سازی نیمه‌رساناها در مدارهای الکتریکی مستلزم انجام سیم کشی‌های لازم است
که به این منظور باید الکترودهای فلزی در هر دو قسمت انتهایی مدار تعیبه شده تا
امکان ورود و خروج جریان الکتریکی فراهم شود. اما این سیم کشی و نیز وجود
ناخالصی‌ها بر مشخصه‌های الکتریکی نانوسیم‌ها و رسانش آنها تأثیر می‌گذارند. لذا
این محققان از طریق تصفیه، آنالیز و سنتز دقیق بدون هوا موفق شدند نانوسیم‌های
سلنید سرب را تمیز نگه داشته و به خواص منحصربه‌فردی از آنها دست یابند.

این محققان با انجام آزمایشاتی به‌کمک اکسیژن یا هیدرازین شیمایی توانستند تأثیر
رفتار ذاتی سلنید سرب بر حرکت الکترون حفره‌ها را از تأثیر سیم کشی‌های فلزی بر این
الکترون حفره‌ها را از هم تفکیک کنند و به این ترتیب خواص رسانشی نانوسیم‌ها را
تغییر دهند. نیمه‌ رسانای به‌دست آمده از نانوسیم‌های سلنید سرب، بر حسب غلظت و مدت
زمان در معرض قرار گرفتن، حالت متغیری بین دو نوع ان و پی خواهند داشت و در نتیجه
رسانای هر دو نوع حامل‌های بار الکترون و حفره خواهند بود. این ترکیب جدید که به آن
آمبی پولار گفته می‌شود در واقع نوعی نیمه‌رسانای مرکب است که در بسیاری از
فناوری‌های نوین (های تک) از مدارهای الکترونیکی عادی گرفته تا پیل‌های خورشیدی و
ترمودینامیک که گرما را به الکتریسته تبدیل می‌کنند کاربرد خواهد داشت.

به گفته محققان مزیت مهم این روش امکان تولید کم هزینه و انبوه این نانوسیم‌های
سلنید سرب است که بر خلاف دیگر نیمه‌رساناها نیاز به ماشین ابزارهای بزرگ و پیچیده
و دماهای بالا نیست. به گفته کید این روش همچنین بسیار پربازده بوده و به‌کمک آن
موادی با خلوص بالا و به میزان زیاد به‌دست می‌آیند. همچنین بر خلاف نیمه‌رساناهای
سیلیکونی معمولی که ابتدا باید ناخالصی‌هایی از جنس عناصر دیگری را به آنها وارد
کرد تا نیمه‌رساناهای نوع ان یا پی تشکیل شود، کیفیت رسانش این نانوسیم‌های سلنید
سرب را می‌توان هنگامی که در دستگاه قرار داده می‌شوند تغییر داد.

کار این گروه تحقیقاتی گامی بسوی یکپارچه‌سازی این نانومواد در ابزارهای الکترونیکی
و اپتوالکترونیکی از قبیل حسگرهای نوری است. شایان ذکر است بنیاد ملی علوم حمایت
مالی از این طرح را بر عهده دارد. گزارشی از این تحقیق در نشریه Science Daily
staff منتشر شده است. نتایج کار این گروه در نشریه ACS Nano منتشر شده است.