Forskere skærer nanotråde ud af ultrananokrystallinske diamant tynde film

Et team af forskere, der arbejder ved Argonne National Laboratory's (ANL) Center for Nanoscale Materials, har med succes skåret ultrananokrystallinsk diamant (UNCD) tynde film ind i nanotråde, at booste materialets funktionalitet og give potentielle forbedringer til fremstillingen af ​​biosensorer.

UNCD tyndfilm er en speciel form for diamant opfundet hos ANL, og emnet af enorm interesse på grund af materialets yderst ønskværdige evne til at ændre dets elektriske egenskaber, når den kemiske binding mellem korngrænser modificeres. "Det er et meget attraktivt kulstofbaseret materiale med en bred vifte af anvendelser inden for kommunikation, medicin, og forsvar, " bemærker Sumant.

Et primært motiv bag deres studier, han forklarer, er at forstå de elektriske transportegenskaber ved UNCH, når det er fremstillet til en nanotrådsgeometri. De ønsker også at se, hvordan disse egenskaber kan ændres ved at ændre kemisk binding ved korngrænsen og ved at drage fordel af øget overflade-til-volumen-forhold på samme tid.

"Vi har demonstreret en vej til at fremstille UNCD nanotråde, med bredder så små som 30 nanometer ved en tykkelse på 40 nanometer, ved at bruge en top-down-fremgangsmåde, der kombinerer elektronstrålelitografi og [en] reaktiv ionætsningsproces, " siger Sumant.

Blandt de ekstraordinære elektriske egenskaber ved UNCD nanotrådene, forskerne opdagede også en resistens, der er ekstremt følsom over for adsorption af gasmolekyler ved korngrænserne. Denne opdagelse åbner op for nye muligheder for fremstilling af avancerede nanoskalasensorer til specifik brug, ifølge holdet.

Den største fordel ved UNCD i forhold til andre materialer, han forklarer, er, at det giver stabil funktionalisering, hvilket kunne være meget nyttigt til at fremstille en ny type sensorer.

UNCD nanotråde forventes i første omgang at finde anvendelser i biosensorområdet, eller i tryk- eller gassensorer, som kunne bruges af de mikro-elektromekaniske systemer (MEMS) og halvlederindustrien.