Kontakteja ja seostusta grafeeninanonauhoihin11.10.2023 Illinoisin Urbana-Champaign yliopiston tutkijat ovat kehittäneet menetelmän "johdottaa" grafeeninanonauhoja (GNR). Sellaiset ovat yksiulotteisten materiaalien luokka, joihin kohdistuu kiinnostusta mikroelektronisten laitteiden skaalauksessa. Käyttämällä suorakirjoituspyyhkäisytunnelimikroskopiaan (STM) perustuvaa prosessia nanometrin mittakaavan metallikontaktit valmistettiin yksittäisille GNR:ille ja näin saatettiin säädellä niiden elektronisia ominaisuuksia. Tutkijat sanovat, että tämä on ensimmäinen osoitus metallikontaktien tekemisestä tiettyihin grafeeninanonauhoihin varmalla tavalla ja että lisäksi nämä kontaktit indusoivat laiterakenteeseen toimintoja, joita tarvitaan transistorin toimintaan. "Grafeeni on ollut olemassa jo jonkin aikaa, ja sitä on pidetty jonakin, joka voisi mahdollisesti olla nopea elektroninen materiaali, ehkä jopa piin korvike", professori Joseph Lyding selittää. "Mutta itse grafeenin ongelma on, että se ei ole puolijohde." Puolijohdeominaisuuksia voidaan indusoida grafeeniin tekemällä siitä hyvin pieni tai valmistamalla siitä tiettyjä muotoja, kuten nauhoja. Transistorin valmistaminen grafeeninanonauhoista sisältää niiden asettamisen piisubstraatille, johdinten kytkemisen ja virran johtamisen transistorin läpi ominaisuuksien mittaamiseksi. Muut tutkijat ovat työskennelleet tämän ongelman parissa asettamalla monia GNR:itä piipinnalle ja laskemalla jättimäisiä elektrodeja ja toivoen parasta. Tämä menetelmä kuitenkin tuo mukanaan paljon epävarmuutta. Lyding ja hänen oppilaansa käyttivät tarkempaa menetelmää. He käyttivät atomiresoluutioista kuvaustyökalua skannatakseen pintaa etsiessään käytettävää GNR:ää. Kun he löytävät GNR:n, he käyttävät STM:n elektronisuihkua käynnistämään metallin kerrostumista hafniumdiboridin esiastemolekyyleistä johdinten luomiseksi. "Johdotusmenetelmämme on erittäin tarkka eikä vain sokeaa elektrodien heittämistä pintaan", toteaa jatko-opiskelija Pin-Chiao Huang. Toinen tämän menetelmän etu on, että se tehdään ultrakorkeassa tyhjiössä (UHV). Tämä varmistaa, että materiaali pysyy puhtaana ilmakehän vedestä ja muusta "roskasta", joka heikentää rakenteen suorituskykyä. Tutkijat selvittivät myös GNR:ien elektronista luonnetta ja havaitsivat, että se muuttui kun metallikontaktit laitettiin sen pintaan. Näin saatiin aikaan seostus, joka muuttaa nauhan elektronisia ominaisuuksia. Jatko-opiskelija Hongye Sun selittää: "Yksi tapa seostaa GNR:itä on käyttää hankalia kemiallisia reaktioita. Tapa, jolla me teemme sen, on metallien kerrostaminen. Ja voimme itse asiassa valita sellaisen metallin, jolla haluamme virittää GNR:n ominaisuuksia lisäaineita käyttämättä." Lyding sanoo: "Seuraava vaihe, jonka parissa työskentelemme nyt, on tehdä todellinen transistori ja mitata transistorin ominaisuudet. Mutta tiedämme, että voimme tehdä tämän koskemattoman prosessin käyttämällä ultrakorkeaa tyhjiötä elektrodien valmistamiseksi. jotka ovat ehdottomasti välttämättömiä laitteen toiminnan kannalta." Aiheesta aiemmin: Hiilipohjaista kvanttitekniikkaa Nanotransistoreita ja kubitteja |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.