Nanotechnologia

Naukowcom Tokyo Metropolitan University (TMU) udało się stworzyć nanodruty z monochalkogenków metalu przejściowego (TMM) przy zastosowaniu tellurku molibdenu oraz szablonów wykonanych z nanorurek węglowych (CNT).

Grupa materiałów nazywanych monochalkogenkami metali przejściowych przyciąga bardzo dużą uwagę naukowców, jako obiecujące nanostruktury w kształcie drutów w nanoelektronice. Przez ponad trzy dekady prowadzono jedynie hipotetyczne badania, a wszystkie próby ich otrzymania kończyły się niezadowalającymi efektami. Struktury wytwarzane w pierwszych testach charakteryzowały się niewielka długością z licznymi zanieczyszczeniami i splataniami. Działo się tak szczególnie, gdy stosowano metody precyzyjne, takie jak litografia. Jednym z ważniejszych wyzwań, które mieli przed sobą naukowcy było gromadzenie się nanodrutów w aglomeraty pod wpływem działania sił van der Waalsa. Zjawisko to skutecznie niwelowało wszystkie właściwości charakterystyczne dla drutów 1D, które chciano uzyskać.

Używając niewielkich ilości jednostronnie otwartych nanorurek węglowych, badacze zaczęli odwzorowywać ich ułożenie. Ostatecznie udało im się stworzyć, pojedynczy izolowany drut TMM. Miał on grubość 3 atomów, a jego długość była aż 50 razy większa w porównaniu do poprzednio stosowanych technik. Naukowcy z Tokyo Metropolitan University wykazali ponadto, że nanometryczne „rurki testowe” z CNT nie były chemicznie połączone z drutami TMM. Najbardziej wyjątkowe było to, że rurki testowe efektywnie „chroniły” druty od siebie.

Przy pomocy mikroskopii elektronowej uzyskano obraz przedstawiający pojedyncze druty z tellurku molibdenu uformowane wewnątrz nanorurki węglowej. Taki układ względem siebie dwóch nanodrutów ogranicza ich reakcję chemiczne. Wzrost epitaksjalny (warstwa po warstwie) może wówczas następować wzdłuż wewnętrznej ściany rurki. Dzięki analizie transmisyjną mikroskopią elektronową badacze odkryli, że druty wykazywały inny efekt skręcania w trakcie ekspozycji na promień elektronowy niż się spodziewali. Przejście w taki sposób z prostej struktury w skręconą może zapewnić nowy mechanizm przełącznikowy, kiedy materiał jest wystawiony na niewielką ilość prądu. Badacze mają nadzieję, że uda im się stworzyć dobrze izolowane druty 1D, które być może zapewnią głębszy wgląd w mechanizmy i właściwości kryjących się w materiałach 1D.

Źródło tekstowe: https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=36701

Źródło grafiki: freeimages.com

Redaktor: Jagoda M Wierzbicka