1000 enkelt nanorør transistorer på en chip. Kredit:Aalto University
Single-wall carbon nanorør (SWCNT) har fundet mange anvendelser i elektronik og nye berøringsskærmenheder. Carbon nanorør er plader af et atomtykt lag grafen, der er rullet sømløst op i forskellige størrelser og former. For at kunne bruge dem i kommercielle produkter som gennemsigtige transistorer til telefonskærme, forskere skal nemt kunne teste nanorør for deres materialeegenskaber, og den nye metode hjælper med dette.
Professor Esko I. Kauppinens gruppe i Aalto har mange års erfaring med at lave kulnanorør til elektroniske applikationer. Teamets unikke metode anvender aerosoler af metalkatalysatorer og gasser, der indeholder kulstof. Denne aerosol-baserede metode giver forskerne mulighed for omhyggeligt at kontrollere nanorørstrukturen direkte.
Fremstilling af enkelt carbon nanorør transistorer er normalt kedeligt. Det tager ofte dage fra rå kulstof nanorørmateriale til transistorer, og enhederne kan være forurenet med behandlingskemikalier, forringe deres præstationer. Men den nye metode gør det muligt at fremstille hundredvis af individuelle kulstof nanorør-enheder inden for 3 timer, mere end ti gange større effektivitet.
Mest vigtigt, disse fremstillede enheder indeholder ikke nedbrydende proceskemikalier på deres overflade. Disse såkaldte ultra-rene enheder har tidligere været endnu sværere at fremstille end almindelige enkeltkulstof nanorør-transistorer.
"Disse rene enheder hjælper os med at måle iboende materialeegenskaber. Og det store antal enheder hjælper med at få en mere systematisk forståelse af nanomaterialerne, snarere end blot nogle få datapunkter, " siger Dr. Nan Wei, en postdoc i gruppen.
Denne undersøgelse viser, at de aerosolbaserede nanorør er fremragende med hensyn til deres elektroniske kvalitet, deres evne til at lede elektricitet er næsten så god som teoretisk muligt for SWCNT'er.
Vigtigere, den nye metode kan også bidrage til anvendt forskning. Et eksempel er, at ved at studere den ledende egenskab af SWCNT bundle transistorer, forskere kan finde måder at forbedre ydeevnen af fleksible ledende film. Dette kan vise sig nyttigt for designere, der forsøger at bygge fleksible, smadresikre telefoner. Opfølgningsarbejdet af grupperne i Japan og Finland er allerede i gang.