Ny forskning udforsker grænserne for nanomaterialer og atomare effekter for nanoteknologi

Forskning udført af forskere ved Swansea University har vist, at forbedringer i nanotrådsstrukturer vil give mulighed for fremstilling af mere stabil og holdbar nanoteknologi til brug i halvlederenheder i fremtiden.

Dr. Alex Lord og professor Steve Wilks fra Center for NanoHealth ledede den kollaborative forskning offentliggjort i Nano bogstaver . Forskerholdet definerede grænserne for elektrisk kontaktteknologi til nanotråde på atomare skala med verdensførende instrumentering og globale samarbejder, der kan bruges til at udvikle forbedrede enheder baseret på nanomaterialerne. Veldefineret, stabile og forudsigelige elektriske kontakter er essentielle for ethvert elektrisk kredsløb og elektronisk enhed, fordi de styrer strømmen af ​​elektricitet, der er grundlæggende for den operationelle kapacitet.

Deres eksperimenter fandt for første gang, at atomære ændringer af metalkatalysatorpartikelkanten fuldstændigt kan ændre elektrisk ledning og vigtigst af alt afsløre fysiske beviser for virkningerne af et langvarigt problem for elektriske kontakter kendt som barriere-inhomogenitet. Undersøgelsen afslørede de elektriske og fysiske grænser for de materialer, der vil gøre det muligt for nanoingeniører at vælge egenskaberne for fremstillelige nanotrådsanordninger.

Dr Herre, for nylig udnævnt til Senior Sêr Cymru II Fellow medfinansieret af Den Europæiske Fond for Regionaludvikling gennem den walisiske regering, sagde:"Eksperimenterne havde en enkel forudsætning, men var udfordrende at optimere og tillade billeddannelse af grænsefladerne i atomskala. det var væsentligt for denne undersøgelse og vil gøre det muligt at undersøge mange flere materialer på lignende måde.

"Denne forskning giver os nu en forståelse af disse nye effekter og vil give ingeniører i fremtiden mulighed for pålideligt at producere elektriske kontakter til disse nanomaterialer, hvilket er afgørende for de materialer, der skal bruges i fremtidens teknologier.

"De nye koncepter, der er vist her, giver interessante muligheder for broforbundne nanowire-enheder såsom transient elektronik og reaktive afbrydere, der reagerer på ændringer i elektriske signaler eller miljøfaktorer og giver øjeblikkelige reaktioner på elektrisk overbelastning."

Swansea-forskerholdet brugte specialiseret eksperimentelt udstyr på Center for NanoHealth og samarbejdede med professor Quentin Ramasse fra SuperSTEM Laboratory, Science and Facilities Technology Council1-3 og Dr. Frances Ross fra IBM Thomas J. Watson Research Center, USA.3 Forskerne var i stand til fysisk at interagere med nanostrukturerne og måle, hvordan atomare ændringer i materialerne påvirkede den elektriske ydeevne.

Dr. Frances Ross, IBM, USA, tilføjet:""Denne forskning viser vigtigheden af ​​globalt samarbejde, især ved at tillade unik instrumentering at blive brugt til at opnå grundlæggende resultater, der gør det muligt for nanovidenskab at levere den næste generation af teknologier."

Nanoteknologi er videnskabsmænds nedskalering af hverdagsmaterialer til størrelsen af ​​nanometer (en million gange mindre end en millimeter på en standardlineal) og ses som fremtiden for elektroniske enheder. Fremskridt inden for videnskabelige og tekniske fremskridt resulterer i nye teknologier såsom computerkomponenter til smarte enheder og sensorer til at overvåge vores helbred og det omgivende miljø.

Nanoteknologi har en stor indflydelse på tingenes internet, som forbinder alt fra vores hjem til vores biler til et netværk af kommunikation. Alle disse nye teknologier kræver lignende fremskridt inden for elektriske kredsløb og især elektriske kontakter, der gør det muligt for enhederne at arbejde korrekt med elektricitet.