محققان چینی در صدد ساخت یک کلید نانوالکترونیکی مبتنی بر نانولولههای کربنی دو لایه داخل هم رونده (TDWCNT) هستند. با تغییر طول همپوشانی نانولولههای کربنی، میزان رسانایی آنها تغییر میکند و با افزایش رسانایی حالت، ON (روشن) و با کاهش رسانایی حالت off (خاموش) به وجود میآید.
کلید الکترومکانیکی مبتنی بر نانولولههای کربنی
محققان چینی در صدد ساخت یک کلید نانوالکترونیکی مبتنی بر نانولولههای کربنی دو لایه داخل هم رونده ۱(TDWCNT) هستند. با تغییر طول همپوشانی نانولولههای کربنی، میزان رسانایی آنها تغییر میکند و با افزایش رسانایی حالت، On (روشن) و با کاهش رسانایی حالت Off (خاموش) به وجود میآید.
نتایج کارهای قبلی نشان داد نانولولههای کربنی چند لایه میتوانند همانند آنتنهای رادیویی متحرک عمل کنند. این نانولولهها هنگام جمع شدن (یک نانولوله درون نانولوله دیگر میرود) کمترین مقاومت را دارند. امکان داخل و خارج شدن نانولولههای کربنی و استفاده از آنها در کلیدهای الکترومکانیکی زمانی مطرح شد که دانشمندان پی بردند هستههای موجود درون نانولولههای توپر در زمان کمتر از ۱۰ میلیاردیم ثانیه از غلاف نانولوله خارج، و به درون آن باز میگردند.
پروفسور wenhui Duan و همکارانش از گروه فیزیک دانشگاه شینهوای چین در مقالهای تحت عنوان Mechanism of nanoelectronic switch based “an telescoping Carbon nanotubes به بررسی امکان ساخت کلیدهای نانوالکترونیک مبتنی بر TDWCNT ها پرداختهاند.
مطالعات اولیه این گروه نشان میدهد، هدایت الکتریکی TDWCNT ها اساساً به میزان همپوشانی دو نانولوله در هم فرو رفته بستگی دارد، زیرا همپوشانی دو لایه، باعث ایجاد نوعی رزونانس الکترونی در آنها میشود؛ علت تغییر رسانایی الکتریکی، انتقال الکترونهای بین دولایه است که به دلیل تغییر در اربیتالهای مولکولی اتمهای خارجی هر لایه شکل میگیرد. با افزایش طول همپوشانی، تعداد الکترونهای رزونانس شده افزایش مییابد و پدیده On/Off اتفاق میافتد. این انتقال الکترونی درون لایهای در TMWNT ها بسیار شبیه انتقال الکترون درون هر کدام از نانولولههای کربنی است.
آنها در ادامه توضیح مدل انتقال الکترون در نانولولههای متصل شده، جهش الکترون از پوسته خارجی به پوسته داخلی را تنها از دو مسیر امکانپذیر میدانند: الف. از یک قسمت خاص در بدنه دولایه؛ ب. از انتهای باز دو لایه. روشن شدن تأثیر بیشتر هر کدام از این دو مسیر، کمک شایانی به طراحی کلید الکترومکانیکی میکند. محققان دریافتهاند که تغییر طول همپوشانی بسیار تأثیرگذارتر از چرخش نانولولهها است و این مؤید انتقال الکترون از بدنه نانولولهها میباشد. برای اطمینان، انجام آزمایشهای عملی نیز روی نانولولهها امکانپذیر است.