Brug af superledende prober til at få et billede af, hvordan det er inde i CNT'er

(PhysOrg.com) - "Carbon nanorør er spændende for grundlæggende fysik, og for potentielle teknologiske anvendelser, ”Fortæller Nadya Mason PhysOrg.com . "Imidlertid, vi er generelt begrænsede i den måde, vi kan studere dem på. Mange af disse begrænsninger har at gøre med at kontrollere tunneling, eller måden elektroner bevæger sig på og af nanorøret. "For at overvinde denne begrænsning, Mason, en videnskabsmand ved University of Illinois i Urbana-Champaign, deltog i et eksperiment ved hjælp af en superledende tunnelsonde i et carbon -nanorør til at observere spektroskopiske træk.

Mason arbejdede sammen med Travis Dirks og Yung-fu Chen ved University of Illinois, samt Norman Birge ved Michigan State University, at udvikle en teknik til at kortlægge ændringer i konduktans gennem en carbon nanorør kvantepunkt. ”Vi håber at se, hvad der sker i interiøret, frem for det, der påvirkes af kontakterne, ”Forklarer Mason. “Så kan vi komme til den grundlæggende elektronik i kvantepunkter, som kan være en nøgle til fremtidige kvanteteknologier. ” Resultaterne af teamets arbejde kan ses i Anvendt fysik bogstaver :"Superledende tunnelspektroskopi af en carbon nanorør kvantepunkt."

Der er tre elementer i teknikken, ifølge Mason. "Først, der er en carbon nanorør kvantepunkt, som kan fungere som en model "partikel-i-en-æske" med kvantiserede energitilstande. Næste, vi tunnel til det indre. Den ikke-invasive sonde giver os mulighed for at studere bulkelektronikken, og også for separat at teste effekten af ​​spændinger over rørets længde. ”

Det tredje element er, at tunnelsonden er en superleder. ”Superlederen forbedrer spektroskopiske funktioner. Men det viser også, hvordan denne teknik er meget fleksibel, ”Siger Mason. ”Vi kan prøve forskellige materialer, flere sonder, eller magnetiske felter, for eksempel." Nogle af de spektroskopiske træk observeret med den superledende sonde inkluderer signaler fra cotunneling og usædvanlige spredningsprocesser.

Mason påpeger, at elementer i denne teknik er opnået før. "Imidlertid, ”Fortsætter hun, ”Jeg tror, ​​at vi er de første til at sammensætte alle elementer til at fungere som et system, ved at tilføje en tredje terminal og en superledende sonde. ” Mason påpeger også, at denne opsætning fungerer med standardfremstillingsteknikker. "Vi brugte litografi, hvilket er almindeligt i industrien, og let skalerbar. ”

For nu, det meste af arbejdet er fokuseret på grundlæggende egenskaber ved carbon nanorør. “Vi er interesserede i at se, hvordan disse nanorør -kvantepunkter fungerer, og spore hvad der sker i dem. Vi har allerede set nogle uventede funktioner, såsom en usædvanlig energiudveksling. Ved hjælp af vores sonde, det er muligt at se disse funktioner, og udforske dem i større dybde. ”

I fremtiden, selvom, Mason ser potentialet for teknologiske applikationer. Disse typer kvantepunkter overvejes for kvantecomputere og endda enkelt elektrontransistorer. Der er en række potentielle applikationer til dette arbejde, måske et årti eller deromkring. Og det første trin er at kigge ind i røret. Vi ønsker at forstå dette system, så det kan bruges i fremtidige avancerede teknologier. Vores superledende tunnelsonde vil hjælpe os med at gøre netop det. ”

Mere information: Dirks, et. al., "Superledende tunnelspektroskopi af en carbon nanorør kvantepunkt, ”Applied Physics Letters (2009). Tilgængelig online:http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/192103/1.

Copyright 2009 PhysOrg.com.
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omfordelt helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra PhysOrg.com.