گامي نوين در توليد نسل جديد ادوات الكترونيكي/ توليد نقاط کوانتومي گرافني همسان ...

[سمندون 19437]

محققان دانشگاه سنگاپور دريافته‌اند که مي‌توان از فولرين در توليد نقاط کوانتومي گرافني با اندازه‌هاي مشخص و از پيش تعيين شده استفاده کرد. چنين ساختارهايي مي‌تواند براي توليد نسل جديد ادوات الکترونيکي که در آنها مدارات الکترونيکي نانومقياس با ترانزيستورهاي تک الکتروني کار مي‌کنند، ايده‌آل باشد.

به گزارش سرويس فناوري ايسنا، گرافن ماده‌اي ورقه‌اي از جنس کربن با ضخامت يک اتم است که با تورق گرافيت بدست مي‌آيد. اين ماده شگفت انگيز به‌دليل خواص الکترونيک و مکانيکي منحصر به فرد خود مي‌تواند به‌عنوان جايگزيني براي سيليکون باشد. الکترون در اين ماده مي‌تواند به مانند يک ذره نسبي رفتار کرده و با سرعت بسيار زيادي در حدود يک ميليون متر بر ثانيه حرکت کند. بنابراين حتي در حالتي که ادوات گرافني کوچک شوند و ابعاد آنها به حد چند حلقه بنزن برسد، باز هم خواص خود را خواهند داشت.

 

تا کنون محققان توانسته بودند از نانوروبان‌هاي گرافني ترانزيستور توليد کنند، اما چنين ساختار طويلي نمي‌تواند هدايت ماده را به حد ماکزيمم برساند. ترانزيستورهايي که از ساختارهايي با امکان محدود کردن الکترون ساخته شوند، مي‌توانند بسيار کاراتر باشند. يکي از اين ساختارها نقاط کوانتومي است که از چند هزار اتم تشکيل شده و بلورهاي نيمه‌هادي بسيار کوچکي را پديد مي‌آورند. اما ساختن اين مواد از روش بالا به پايين به شکلي که از نانوروبان‌ها بتوان نقاط کوانتومي ساخت، کاري بسيار پيچيده بوده است.

کيان پينگ لوح و همکارانش از دانشگاه سنگاپور موفق شدند تا اولين روش پايين به بالا را براي توليد نقاط کوانتومي با ابعاد کوچکتر از 10 نانومتر با استفاده از پيش ماده فولرين ارائه کنند. نقاط کوانتومي آنها داراي اندازه‌هاي منظمي بوده و همه آنها داراي شکل يکسان هستند. اين در حالي است که در روش‌هاي بالا به پايين اشکال متفاوت است.

لوح و همکارانش براي توليد نقاط کوانتومي، فولرين c60 را در دماي بالا روي سطح فلز روتنيوم تجزيه کردند. روتنيوم به مانند کاتاليست عمل کرده و موجب مي‌شود تا فولرين به خوشه‌هاي کربني تبديل شود.

محققان با استفاده از ميکروسکوپ تونل زني روبشي(stm) موفق شدند تا نفوذ خوشه‌هاي کربني بر روي سطح کاتاليست و تشکيل نقاط کوانتومي را مشاهده کنند. آنها با کنترل دانسيته خوشه‌ها روي سطح، توانستند تجمع خوشه‌ها را محدود کرده و اشکال مختلفي را ايجاد کنند.

آن‌ها دريافته‌اند که شکاف انرژي در نقاط کوانتومي با اندازه‌هاي‌شان رابطه عکس دارد، با کوچک‌تر شدن نقاط کوانتومي، شکاف انرژي آن‌ها بيشتر مي‌شود.

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام