Tilslutning af kulstofbaseret elektronik

Kulstofbaserede nanostrukturer såsom nanorør, grafen plader, og nanobånd er unikke byggesten, der viser alsidige nanomekaniske og nanoelektroniske egenskaber. Disse materialer, der er bestilt i nanoskalaen, det er, i størrelsen en milliontedel millimeter, er lovende kandidater til at forestille sig applikationer i nanoskalaenheder, lige fra energikonvertering til nano-elektroniske transistorer. En god forbindelse mellem kulstofbaserede materialer og eksterne metalliske ledninger er af stor betydning for nanoenheders ydeevne, et aspekt, hvor et vigtigt skridt er blevet overvundet af forskere fra UPV/EHU, DIPC og CNRS ved at studere kontakter mellem kulstofnanostrukturer med atomer af forskellig kemisk natur.

Den kemiske natur af kontaktledninger er af stor betydning, da det påvirker de elektroniske egenskaber og kontaktens geometri. Indvirkningen af ​​disse to aspekter på transportegenskaberne er viklet ind, og denne gruppe studerede disse to parametre for kontakter krympet til grænsen for individuelle atomer, da det for store strukturer er udfordrende at behandle dem separat.

I tæt samarbejde, forskerne brugte en prototype af kulstofbaseret molekyle lavet af 60 kulstofatomer arrangeret i en kugle, der kan ses som et grafenark rullet til en lille kugle. Eksperimentholdet i Strasbourg ledet af Guillaume Schull, fastgjort dette molekyle til toppen af ​​en ekstremt lille metalnål i et scanningstunnelmikroskop. Den molekyle-terminerede nål blev derefter forsigtigt nærmet til individuelle metalliske atomer af forskellig kemisk natur indtil dannelsen af ​​en robust forbindelse. Ved samtidig at måle den elektriske strøm, der passerer gennem disse forbindelser, de kunne udlede, hvilket af det enkelte metalliske atom, der sprøjter ladninger til det kulstoffremstillede molekyle med den største effektivitet.

Storskala computersimuleringer udført af det teoretiske hold i San Sebastian ledet af Thomas Frederiksen, Ikerbaskisk forskningsprofessor ved DIPC, afslørede et fascinerende og uventet aspekt af disse ekstremt bittesmå forbindelser:deres elektriske og mekaniske egenskaber er faktisk repræsentative for meget større kulstofbaserede materialer.

Disse resultater, offentliggjort i det prestigefyldte tidsskrift Naturkommunikation , sætte basen for at finde ekstremt effektive kontakter i den nærmeste fremtid. Undersøgelsen baner vejen for at undersøge et stort antal forskellige metalliske arter (såvel som små legeringer lavet af to eller tre forskellige metalliske atomer), giver mulighed for en systematisk klassificering af deres evner til at injicere elektroner i nye kulstofbaserede elektroniske enheder.