مشاهده افزایش ولتاژ در نانوسیم‌های کنار هم

محققان دریافتند که اگر دو نانوسیم در مجاورت هم قرار داشته باشند، یکی از سیم‌ها افزایش ولتاژی را تجربه می‌کند که این موضوع به‌دلیل اثر کلومبی است. منشا و دلیل این اثر هنوز برای دانشمندان ناشناخته است.

محققان دریافتند که اگر دو نانوسیم در مجاورت هم قرار داشته باشند، یکی از
سیم‌ها افزایش ولتاژی را تجربه می‌کند که این موضوع به‌دلیل اثر کلومبی است.
منشا و دلیل این اثر هنوز برای دانشمندان ناشناخته است.

این روزها طراحان با استفاده از نانوسیم، نسل جدیدی از ادوات الکتریکی را
ساخته‌اند که در تلفن‌ها، کامپیوترها و باتری‌ها قابل استفاده است. ملیک
لیلی از محققان آزمایشگاه ملی ساندیا می‌گوید 20 سال است که محققان روی
نانوسیم‌ها کار می‌کنند. یکی از مهمترین مسائل در این حوزه آن است که
بدانیم برهمکنش نانوسیم‌ها با هم چگونه است و چه تفاوتی با سیم‌های معمولی
دارد.

نانوسیم‌های گالیم آرسنید که توسط این گروه مورد استفاده قرار گرفته است
شکننده بوده و نسبت به سیم‌های بزرگ ترک‌های کمتری داشته، ارزان‌تر بوده و
کنترل الکتریکی آن راحت‌تر است.

سال‌هاست که از یک گیت میان دو نانوسیم استفاده می‌شود. این گیت نقش کنترل الکترون‌ها
را در مسیر آنها به عهده دارد و اندازه آن 80 نانومتر است. اما دستگاه‌های آینده
کوچکتر خواهند شد در نتیجه نیاز به گیت‌های کوچکتری خواهد بود. در این تحقیق جدید
که در دانشگاه مک‌گیل انجام شده است پژوهشگران روشی برای رسیدن به گیت‌ها کوچکتر
یافته‌اند. آنها به‌جای اینکه نانوسیم‌ها را کنار هم قرار دهند، روی یکدیگر قرار
داده و بین آنها از یک بلور بسیار خالص با ابعاد چند اتم استفاده می‌شود. با این
کار نانوسیم‌ها تنها 15 نانومتر از هم فاصله خواهند داشت که برای نسل جدید ادوات،
فاصله مناسبی است. از آنجایی که هر نانوسیم در یک جای مجزا قرار می‌گیرد می‌توان آن
را با اعمال جریان الکتریکی کنترل کرد. لیلی می‌گوید با این تحقیق ما می‌توانیم
بفهمیم که رشته‌های یک بعدی چگونه کار می‌کند و چه تفاوتی با رشته‌های 2 و 3 بعدی
دارد. تا پیش از این روش‌های نسبتا محدودی برای مطالعه گیت 1 بعدی وجود داشته است.

یک دلیل برای تفاوت رشته‌های یک بعدی با رشته‌های 2 و 3 بعدی، نیروی کلومبی است. در
فواصل بسیار کم، الکترون‌های یک سیم می‌تواند روی سیم دیگر تاثیرگذار باشد. این
تاثیر موجب افزایش مقاومت سیم می‌شود بنابراین انرژی بیشتری مورد نیاز است. به دلیل
کم بودن مقدار این اثر امکان اندازه‌گیری جریان در سیم وجود ندارد اما می‌توان
ولتاژ سیم دیگر را اندازه گرفت. هنوز مشخص نیست که چرا اثر کلومبی وجود دارد.

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