Nye tråde:Nanotråde lavet af tellur og nanorør giver løfte om bærbar teknologi

Bærbar teknologi og elektronisk klud kan være fremtidens vej, men for at nå dertil skal ledningerne være stærke, fleksibel og effektiv.

Bornitrid nanorør (BNNT), studeret af fysikere ved Michigan Technological University, omslut Tellur atomkæder som et sugerør, som kunne styres af lys og tryk. I samarbejde med forskere fra Purdue University, Washington University og University of Texas i Dallas, holdet offentliggjorde deres resultater i Naturelektronik denne uge.

Efterhånden som efterspørgslen efter mindre og hurtigere enheder vokser, forskere og ingeniører henvender sig til materialer med egenskaber, der kan levere, når eksisterende mister deres slag eller ikke kan krympe nok.

Til bærbar teknologi, elektronisk klud eller ekstremt tynde enheder, der kan lægges over overfladen af ​​kopper, borde, rumdragter og andre materialer, forskere er begyndt at tune atomstrukturerne af nanomaterialer. De materialer, de tester, skal bøjes, når en person bevæger sig, men ikke gå helt ud eller snuptag, samt holde op under forskellige temperaturer og stadig give nok juice til at køre de softwarefunktioner, som brugerne forventer af deres desktops og telefoner. Vi er ikke helt der med eksisterende eller foreløbig teknologi - endnu.

Som antydet af "røret" af deres nanostruktur, BNNT'er er hule i midten. De er meget isolerende og lige så stærke og bøjelige som en olympisk gymnast. Det gjorde dem til en god kandidat til at parre med et andet materiale med stort elektrisk løfte:tellur. spændt ind i atomtykke kæder, som er meget tynde nanotråde, og trådt gennem det hule centrum af BNNT'er, tellur atomkæder bliver til en lille ledning med enorm strømbærende kapacitet.

"Uden denne isolerende jakke, vi ville ikke være i stand til at isolere signalerne fra atomkæderne. Nu har vi chancen for at gennemgå deres kvanteadfærd, " sagde Yap. "Det er første gang nogen har skabt en såkaldt indkapslet atomkæde, hvor du rent faktisk kan måle dem. Vores næste udfordring er at gøre bornitrid-nanorørene endnu mindre."

En bar nanotråd er en slags løs kanon. At kontrollere dens elektriske adfærd - eller endda bare forstå den - er i bedste fald svært, når den er i voldsom kontakt med flyvende elektroner. nanotråde af tellur, som er et metalloid svarende til selen og svovl, forventes at afsløre andre fysiske og elektroniske egenskaber end bulktellur. Forskere havde bare brug for en måde at isolere det på, som BNNT'er nu leverer.

"Dette tellurmateriale er virkelig unikt. Det bygger en funktionel transistor med potentiale til at blive den mindste i verden, " sagde Peide Ye, ledende forsker fra Purdue University, forklarer, at teamet var overrasket over at finde gennem transmissionselektronmikroskopi ved University of Texas i Dallas, at atomerne i disse endimensionelle kæder vrikker. "Siliconatomer ser lige ud, men disse telluratomer er som en slange. Dette er en meget original slags struktur. "

Tellur-BNNT nanotrådene skabte felteffekttransistorer kun 2 nanometer brede; nuværende siliciumtransistorer på markedet er mellem 10 og 20 nanometer brede. De nye nanotrådes strømbærende kapacitet nåede 1,5x10^8 cm2, som også slår de fleste halvledende nanotråde ud. Når den er indkapslet, holdet vurderede antallet af telluratomkæder inde i nanorøret og så på enkelte og tredobbelte bundter arrangeret i et sekskantet mønster.

Derudover de tellurfyldte nanotråde er følsomme over for lys og tryk, endnu et lovende aspekt for fremtidens elektronik. Holdet indkapslede også tellur nanotrådene i kulstof nanorør, men deres egenskaber er ikke målbare på grund af kulstoffets ledende eller halvledende natur.

Mens tellur nanotråde er blevet fanget i BNNT'er, som en ildflue i en krukke, meget af mysteriet er tilbage. Før folk begynder at sporte tellur T-shirts og BNNT-snøre støvler, arten af ​​disse atomkæder skal karakteriseres, før dets fulde potentiale for bærbar teknologi og elektronisk klud kan realiseres.