Brug af CNT'er som infrarøde sensorer

(PhysOrg.com) - Halvledere danner grundlag for mange forskellige veje inden for enhedsforskning. Ja, mange af de teknologiske anordninger, der er almindelige i vores samfund, er afhængige af halvledere. Imidlertid, efterhånden som vi i stigende grad undersøger mulighederne på nanoskalaen, nye halvledermaterialer er nødvendige. Et af de mere lovende halvledende materialer på dette niveau er carbon nanorøret (CNT).

"Der er et stort løfte om at bruge et carbon -nanorør til sensorer." Ning Xi fortæller PhysOrg.com . Xi er John D. Ryder professor i elektrisk og computerteknik ved Michigan State University, og leder en gruppe, der arbejder på at konstruere CNT -båndgab til brug som infrarøde sensorer. Xi arbejdede sammen med Kin Wai Chiu Lai, Carmen Kar Man Fung og Hongzhi Chen i Michigan State, og Tzyh-Jong Tarn ved Wasington University i St. Louis for at udvikle en proces, der er beskrevet i Anvendt fysik bogstaver :"Konstruktion af båndgabet i carbon nanorør til infrarøde sensorer." Dette projekt er støttet af Office of Naval Research.

“For halvledermateriale, båndgabet er en af ​​de vigtigste parametre, ”Forklarer Xi. ”Båndgabet repræsenterer, hvor meget energi der er nødvendig for at flytte en elektron. For at elektronen kan bevæge sig, den skal kunne springe over dette hul. Du skal ændre materialets sammensætning for at ændre båndgabet, og det er meget svært. Folk har prøvet alle mulige måder at gøre dette på i årevis. ”

Hvad angår sensorer, brug af CNT'er med forskellige båndgab kan hjælpe med at lokalisere forskellige typer lys. "Infrarødt lys har en bestemt bølgelængde, ”Siger Xi. “Du har brug for et bestemt båndgab for at opdage dette. Hvis du har nanorør med forskellige båndgab, du kan designe en sensor til at detektere forskellige spektrum af infrarød. Og da disse nanorør er så små, at sammensætte forskellige CNT'er med forskellige båndgab er muligt. "

For at konstruere båndgabene, så de kan levere de halvledende sensorer, Xi og hans kolleger skabte en proces med at fjerne lag af CNT'er med flere vægge. ”Det interessante med carbon nanorør er, at båndgabet afhænger af radius. Hvis du har et nanorør med flere vægge, du kan fjerne det ydre lag for at ændre radius. Og det ændrer også bandgabet. I stedet for at ændre halvledermaterialet, det er muligt at indstille båndgabet til den korrekte værdi, et skridt ad gangen."

Xi og hans kolleger og samarbejdspartner udviklede en proces, der giver dem mulighed for at bruge feedback-kontrol til at fjerne lag af multi-wall CNT'er. ”Vi var i stand til at gøre dette eksperimentelt, forholdsvis let i forhold til tidligere processer til tuning af båndgab, ”Påpeger Xi. “Vi var i stand til at generere forskellige typer kulstofnanorør med forskellige båndgab, og i stand til at detektere flere bølgelængder af lys på tværs af et spektrum. ”

At kunne indstille et bandgab uden at skulle lave et nyt materiale er et stort skridt fremad i halvledere, og Xi håber, at denne proces kan bruges til andre formål. ”Vi er primært interesseret i infrarøde nanosensorer, men der kan være andre applikationer til denne teknologi. ”

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.