Ny metode til syntetisering af nanografen på metaloxidoverflader

Nanostrukturer baseret på kulstof er lovende materialer til nanoelektronik. Imidlertid, at være passende, de skal ofte formes på ikke-metalliske overflader, hvilket har været en udfordring - indtil nu. Forskere ved Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) har fundet en metode til dannelse af nanografer på metaloxidoverflader. Deres forskning, udført inden for rammerne af det kollaborative forskningscenter 953 - Syntetiske kulstofallotropper finansieret af German Research Foundation (DFG), er nu blevet offentliggjort i tidsskriftet Videnskab .

Todimensionel, fleksibel, rivefast, let, og alsidige er alle egenskaber, der gælder for grafen, som ofte beskrives som et mirakelmateriale. Ud over, denne kulstofbaserede nanostruktur har unikke elektriske egenskaber, der gør den attraktiv for nanoelektroniske applikationer. Afhængig af dens størrelse og form, nanografen kan være ledende eller halvledende-egenskaber, der er afgørende for brug i nanotransistorer. Takket være dens gode elektriske og termiske ledningsevne, det kan også erstatte kobber (som er ledende) og silicium (som er halvledende) i fremtidige nanoprocessorer.

Nyt:Nanograf på metaloxider

Problemet:For at oprette et elektronisk kredsløb, nanografens molekyler skal syntetiseres og samles direkte på en isolerende eller halvledende overflade. Selvom metaloxider er de bedste materialer til dette formål, i modsætning til metaloverflader, direkte syntese af nanografer på metaloxidoverflader er ikke mulig, da de er betydeligt mindre kemisk reaktive. Forskerne skulle udføre processen ved høje temperaturer, hvilket ville føre til flere ukontrollerbare sekundære reaktioner. Et team af forskere ledet af Dr. Konstantin Amsharov fra formanden for organisk kemi II har nu udviklet en metode til syntetisering af nanografer på ikke-metalliske overflader, det er isolerende overflader eller halvledere.

Det handler om båndet

Forskernes metode indebærer at bruge en carbonfluorbinding, som er den stærkeste kulstofbinding. Det bruges til at udløse en proces på flere niveauer. De ønskede nanografer dannes som dominoer via cyclodehydrofluorering på titaniumoxidoverfladen. Alle 'manglende' carbon-carbon-bindinger dannes således efter hinanden i en formation, der ligner en lynlås, der lukkes. Dette gør det muligt for forskerne at oprette nanografer på titaniumoxid, en halvleder. Denne metode giver dem også mulighed for at definere nanografens form ved at ændre arrangementet af de indledende molekyler. Nye kulstof-kulstofbindinger og, ultimativt, nanografer dannes, hvor forskerne placerer fluoratomerne. For første gang, disse forskningsresultater viser, hvordan kulstofbaserede nanostrukturer kan fremstilles ved direkte syntese på overflader af teknisk relevante halvledende eller isolerende overflader. 'Denne banebrydende innovation giver effektiv og enkel adgang til elektroniske nanokredsløb, der virkelig virker, som kunne nedskalere eksisterende mikroelektronik til nanometerskalaen, 'forklarer Dr. Amsharov.