Nanorør kan lodde sig selv, markant forbedring af enhedens ydeevne (m/ video)

University of Illinois forskere har udviklet en måde at helbrede huller i ledninger for små til selv verdens mindste loddejern.

Ledet af professor i elektroteknik og computerteknik Joseph Lyding og kandidatstuderende Jae Won Do, Illinois -teamet offentliggjorde sine resultater i tidsskriftet Nano bogstaver .

Carbon nanorør er som bittesmå hule tråde af kulstof kun 1 atom tykke - ligner grafen, men cylindrisk. Forskere har undersøgt at bruge dem som transistorer i stedet for traditionel silicium, fordi kulnanorør er lettere at transportere på alternative substrater, såsom tynde plastikplader, til billig fleksibel elektronik eller fladskærme.

Carbon nanorør er i sig selv ledere af høj kvalitet, men det er meget svært at oprette enkelte rør, der er egnede til at tjene som transistorer. Arrays af nanorør er meget lettere at lave, men strømmen skal springe gennem krydsninger fra det ene nanorør til det næste, bremser det. I standard elektriske ledninger, sådanne kryds ville blive loddet, men hvordan kunne hullerne overbygges i så lille en skala?

"Det gik op for mig, at disse nanorørkryds bliver varme, når du passerer strøm gennem dem, sagde Lyding, "Lidt som defekte ledninger i et hjem kan skabe hot spots. I vores tilfælde, vi bruger disse hot spots til at udløse en lokal kemisk reaktion, der aflejrer metal, der nanosolger krydset. "

Lydings gruppe gik sammen med Eric Pop, adjungeret professor i el- og computerteknik, og John Rogers, Swanlund professor i materialevidenskab og teknik, eksperter i syntese og overførsel af carbon nanorør, samt kemiprofessor Greg Girolami. Girolami er ekspert i en proces, der bruger gasser til at deponere metaller på en overflade, kaldes kemisk dampaflejring (CVD).

Nano-lodningsprocessen er enkel og selvregulerende. Et carbon nanorør array placeres i et kammer pumpet fuld af de metalholdige gasmolekyler. Når en strøm passerer gennem transistoren, krydsene varme på grund af modstand, da elektroner strømmer fra det ene nanorør til det næste. Molekylerne reagerer på varmen, aflejring af metallet på hot spots og effektivt "lodning" af krydsene. Så falder modstanden, samt temperaturen, så reaktionen stopper.

Nano-lodningen tager kun sekunder og forbedrer enhedens ydeevne med en størrelsesorden-næsten til niveauet for enheder fremstillet af enkelte nanorør, men meget lettere at fremstille i stor skala.

"Det ville være let at indsætte CVD -processen i eksisterende processtrømme, "Lyding sagde." CVD-teknologi er kommercielt tilgængelig på hylden. Folk kan fremstille disse transistorer med evnen til at tænde dem, så denne proces kan udføres. Når det er færdigt, kan de afslutte ledningerne og slutte dem til kredsløbene. I sidste ende ville det være en billig procedure. "

Nu, gruppen arbejder på at forfine processen.

"Vi tror, ​​vi kan gøre det endnu bedre, "Sagde Lyding." Dette er optakten, vi håber, men det er faktisk ret vigtigt. "