Kabel nano Skala Atom untuk Elektronik Generasi Berikutnya

Gambar 1. (a) Ilustrasi kawat nano TMC (b) deposisi uap kimia. Bahan-bahannya diuapkan dalam atmosfer hidrogen / nitrogen dan dibiarkan mengendap dan berkumpul sendiri di atas substrat. Dicetak ulang dengan izin dari Ref. 1.Kredit: Hak Cipta 2020 American Chemical Society (ACS)

Sintesis kabel nano kalkogen logam transisi yang dapat diskalakan untuk elektronik generasi mendatang.

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah menemukan cara untuk membuat kawat nano rakitan sendiri dari kalkogen logam transisi untuk mengukur menggunakan deposisi uap kimia. Dengan mengubah substrat tempat kabel dibentuk, mereka dapat menyetel bagaimana kabel ini disusun, dari konfigurasi selaras lembaran tipis atom hingga susunan bundel acak.

Ini membuka jalan bagi distribusi industri dalam elektronik industri generasi mendatang, termasuk pengumpulan daya, dan perangkat yang transparan, efisien, namun fleksibel.

Elektronik adalah tentang membuat benda menjadi lebih kecil. Fungsi yang lebih kecil pada sebuah chip, misalnya, berarti lebih banyak daya komputasi dalam jumlah ruang yang sama dan efisiensi yang lebih baik, penting untuk mendukung permintaan infrastruktur TI modern yang terus meningkat yang didorong oleh pembelajaran mesin dan kecerdasan buatan. Dan saat perangkat menjadi lebih kecil, persyaratan yang sama dibuat dari kabel rumit yang menghubungkan semuanya.

Tujuan akhirnya adalah utas yang hanya satu atom atau dua secara massal. Nanofil semacam itu mulai mengeksploitasi fisika yang sama sekali berbeda karena elektron yang melewatinya berperilaku lebih dan lebih seolah-olah mereka hidup di dunia satu dimensi, bukan 3D.

Substrat Berbeda Susunan Nanowire Berbeda

Gambar 2. (a) Foto pemindaian mikroskop elektron dari kawat nano yang dibiakkan pada wafer silikon / silika. (b) Gambar mikroskop gaya atom dari kawat nano yang ditanam di atas substrat safir kristal. (c) Memindai gambar mikroskop elektron dari kabel yang sejajar. (d) Gambar mikroskop elektron transmisi yang dipindai dari sebuah TMC nanocable tunggal, dilihat dari ujungnya, dengan ilustrasi strukturnya. Dicetak ulang dengan izin dari Ref. 1.Kredit: American Chemical Society (ACS)

Faktanya, para ilmuwan sudah memiliki bahan seperti karbon nanotube dan logam transisi chalcogenates (TMCs), campuran logam transisi dan elemen kelompok 16 yang dapat merakit sendiri menjadi kawat nano skala atom. Masalahnya membuat mereka cukup panjang, dan berskala. Salah satu cara untuk memproduksi nanofil secara massal adalah dengan mengubah permainan.

Sekarang, tim yang dipimpin oleh Dr. Hong En Lim dan Associate Professor Yasumitsu Miyata dari Tokyo Metropolitan University telah menemukan cara untuk membuat kabel panjang kawat nano telluric menjadi logam transisi pada skala yang belum pernah terjadi sebelumnya. Menggunakan proses yang disebut deposisi uap kimia (CVD), mereka menemukan bahwa mereka dapat merakit kawat nano TMC dalam pengaturan yang berbeda tergantung pada permukaan atau substrat yang mereka gunakan sebagai model. Contohnya ditunjukkan pada Gambar 2; dalam (a), kawat nano yang ditanam di atas substrat silikon / silika membentuk jaringan bundel acak; di (b), kabel bertemu dalam arah yang ditentukan pada substrat safir, mengikuti struktur kristal safir yang mendasarinya. Dengan hanya mengubah tempat mereka tumbuh, tim sekarang memiliki akses ke gudang selebar sentimeter yang tercakup dalam pengaturan yang mereka inginkan, termasuk lapisan tunggal, bistro, dan jaringan balok, semua dengan aplikasi berbeda. Mereka juga menemukan bahwa struktur kabel itu sendiri sangat kristal dan teratur, dan bahwa propertinya, termasuk konduktivitasnya yang sangat baik dan perilaku seperti 1D, sesuai dengan yang ditemukan dalam prediksi teoretis.

Berbagai Bentuk Nanophiles

Gambar 3. (kiri) (a) Ilustrasi berbagai bentuk TMC yang dipasang di atas substrat. Memindai gambar mikroskop elektron transmisi berkas elektron (b) kawat nano monolayer, (c) lapisan kawat nano, dan (d) transmisi gambar mikroskop elektron berkas elektron. Dicetak ulang dengan izin dari Ref. 1.Kredit: American Chemical Society (ACS)

Memiliki kawat nano yang panjang dan sangat kristal dalam jumlah besar akan membantu fisikawan mengkarakterisasi dan mempelajari struktur eksotis ini secara lebih mendalam. Yang penting, ini adalah langkah yang menarik untuk melihat aplikasi dunia nyata dari kabel tipis atom, dalam elektronik transparan dan fleksibel, perangkat ultra-efisien dan aplikasi pengumpul energi.

Referensi: “Pertumbuhan Skala Wafer dari Kawat Nano Telluride Transisi Satu Dimensi” oleh Hong En Lim, Yusuke Nakanishi, Zheng Liu, Jiang Pu, Mina Maruyama, Takahiko Endo, Chisato Ando, ​​Hiroshi Shimizu, Kazuhiro Yanagi, Susumu Okada , Taishi Takenobu dan Yasumitsu Miyata, 13 Desember 2020, Huruf Nano.
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.0c03456

Pekerjaan ini telah didukung oleh JST CREST Grants (JPMJCR16F3, JPMJCR17I5), Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) KAKENHI Grants-in-Aid for Scientific Research (B) (JP18H01832, JP19H02543, JP20H02572, JP20H02573), Ilmuwan Muda ( JP19K15;, H31-068) dan Keirin Autorace Japan Foundation (2020M-121). Pekerjaan ini sebagian dilakukan di AIST Nano-Transformation Facility yang didukung oleh “Program Platform Nanoteknologi” dari Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi (MEXT), Jepang. Nomor hibah JPMXP09F19008709 dan 20009034.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.