Masseproduktion af ny klasse af halvledere tættere på virkeligheden

To Waterloo -kemikere har gjort det lettere for producenterne at producere en ny klasse af hurtigere og billigere halvledere.

Kemikerne har fundet en måde at samtidig kontrollere orienteringen og vælge størrelsen på enkeltvæggede carbon-nanorør, der er deponeret på en overflade. Det betyder, at udviklerne af halvledere kan bruge kulstof i modsætning til silicium, hvilket vil reducere størrelsen og øge enhedernes hastighed og samtidig forbedre deres batterilevetid.

"Vi når grænserne for, hvad der er fysisk muligt med siliciumbaserede enheder, "sagde medforfatter Derek Schipper, Canada Research Chair Organic Material Synthesis ved University of Waterloo. "Ikke kun ville enkeltvæggede carbon nanorørbaserede elektronikker være mere kraftfulde, de ville også forbruge mindre strøm. "

Processen, kaldet Alignment Relay Technique, er afhængig af flydende krystaller til at videregive orienteringsinformation til en metaloxidoverflade. Små molekyler kaldet iptycener bindes derefter til overfladen og låser orienteringsmønsteret på plads. Deres struktur indeholder en lille lomme, der er stor nok til at passe til en bestemt størrelse nanorør af kulstof, der forbliver efter vask.

"Det er første gang kemikere har været i stand til eksternt at kontrollere orienteringen af ​​små molekyler, der er kovalent bundet til en overflade, "sagde Schipper, en professor i kemi og medlem af Waterloo Institute for Nanotechnology. "Vi er ikke de første, der kommer med potentielle løsninger til at arbejde med carbon nanorør. Men det er den eneste, der tackler både orienterings- og renhedsudfordringer på samme tid."

Schipper påpegede endvidere, at tilgangen er nedefra og op med brug af organisk kemi til at designe og bygge et molekyle, som derefter gør det hårde arbejde.

"Når du har bygget stykkerne, processen er enkel. Det er en bench-top metode, der ikke kræver noget særligt udstyr, "Forklarede Schipper.

I modsætning til selvsamlingsteknikker, der er afhængige af designet af et egnet molekyle til at passe tæt sammen, denne proces kan kontrolleres ved hvert trin, inklusive størrelsen af ​​iptycen "lommen". Ud over, dette er det første, der er fundet en løsning til at tackle udfordringen med at tilpasse og rense carbon nanorør på samme tid.

Studiet, medforfatter af Serxho Selmani, en doktorand i Institut for Kemi i Waterloo, fremkommer i denne uge i journalen Angewandte Chemie International Edition .