Elektronik på nanoskala:Udfordringer og muligheder for at lave metal nanotråde

Sølv, guld og kobber nanotråde er førende konkurrenter til næste generation af enheder i nanoskala, men der er behov for større forståelse for, hvordan de fungerer, og forbedrede produktionsmetoder, før de kan bruges bredt, forklarer en nylig anmeldelse i tidsskriftet Videnskab og teknologi af avancerede materialer .

"Metal nanotråde bruges til adskillige applikationer, men vores forståelse af deres mekaniske egenskaber forbliver uhåndgribelig, " siger Nurul Akmal Che Lah, ingeniør ved Universiti Malaysia Pahang.

Lah og kollega Sonia Trigueros ved University of Oxford gennemgik metoder til at syntetisere og analysere sølv, guld og kobber nanotråde til molekylærbaseret elektronik.

Molekylær elektronik bruger enkelte molekyler, eller samlinger af molekyler i nanoskala, at skabe elektroniske komponenter for små til at kunne ses med det blotte øje. For eksempel, molekylære ledninger er endimensionelle kæder af enkelte metalatomer, som leder elektrisk strøm. Molekylær elektroniske enheder kan bruges til en bred vifte af applikationer fra lagringsmedier til katalysatorer og kliniske behandlinger.

Nanomaterialer har forskellige egenskaber end deres bulk-modstykker. Især møntmetaller - sølv, guld, kobber og nikkel - har tiltrukket sig særlig opmærksomhed på grund af deres unikke fysiske egenskaber.

Nylige fremskridt inden for eksperimentelle teknikker har gjort det muligt for forskere at undersøge de mekaniske egenskaber af nanotråde. Mikromekaniske testanordninger med høj præcision, såsom elektronmikroskoper, scanningskraftmikroskoper og røntgendiffraktion, kan bruges til at vurdere krystallinsk struktur, stress-belastningsforhold, atom-for-atom kemisk sammensætning, samt elektroniske egenskaber. Disse metoder har afsløret, at de nano-mekaniske egenskaber af nanotråde er påvirket af nanotråds struktur, overfladespænding og defektdannelse.

Forskerne undersøgte den seneste udvikling inden for syntese og analyse af metal nanotråde. Hydro-solvotermisk syntese, hvor metalliske strukturer dyrkes i en opløsning, er en forholdsvis enkel og billig proces. Sammenlignet med andre metoder, der kræver en skabelon eller høje tryk, hydro-solvotermisk syntese er bedst egnet til industriel anvendelse, da den ikke kræver komplekse efterbehandlingsbehandlinger.

Imidlertid, syntesemetoder skal forbedres for at kontrollere den oprindelige størrelse, endelig størrelse og morfologi af nanotrådene og producerer høje udbytter, samtidig med at det er billigt og miljøvenligt. Der skal gøres mere arbejde for yderligere at optimere og forbedre de mekaniske egenskaber af mønt-nannotråde for at udnytte deres fulde potentiale, konkluderer forskerne.