افزایش صد برابری جریان عبوری از سیم مسی با نانولوله کربنی

[Adel00 5,292]

افزایش صد برابری جریان عبوری از سیم مسی با نانولوله کربنی

 

محققان ژاپنی موفق به ساخت رشته سیمی شدند که می‌توان یکصد برابر رشته‌ سیم‌های مسی معمولی جریان از آن عبور داد.

 

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، قانون مور یکی از دغدغه‌های تولیدکنندگان صنعت نیمه‌هادی است، مدت‌هاست که محققان به دنبال کوچک‌سازی قطعات الکترونیکی هستند، یکی از راهبردها برای رسیدن به این هدف الکترونیک تک مولکولی است. حافظه‌های مولکولی نیز ابزاری دیگر برای رسیدن به این هدف هستند.

 

ادوات الکترونیکی هر روز کوچک‌تر شده و عملکرد آنها افزایش می‌یابد که این مستلزم عبور دانسیته جریان بیشتر از این ادوات است، در واقع رشته‌های طلا و مس جریان بیشتری را از خود عبور می‌دهند. اما این سیم‌ها نیز محدودیتی برای عبور جریان دارند، بنابراین باید سیم‌های رسانایی با قابلیت عبور بیشتر جریان الکتریسته تولید کرد.

 

در این راستا محققان مرکز تحقیقات نانولوله‌کربنی در ژاپن به فکر استفاده از نانولوله کربنی برای این کار افتادند. این گروه با افزودن نانولوله کربنی به مس موفق به تولید کامپوزیت رسانایی شدند که هم هدایت الکتریکی بالاتری نسبت به مس داشته و هم ظرفیت عبور جریان بیشتری را دارد. این دستاورد برای تولید ادوات الکترونیکی سریع‌تر و کوچک‌تر بسیار مناسب است.

 

سیم‌های مسی باید پیوند بین اتمی بسیار قوی داشته باشند، اما در این نانوکامپوزیت جدید پیوندهای ضعیف می‌تواند منشاء الکترون‌های آزاد شوند. بنابراین با بهره‌گیری از مزایای مس و نانولوله‌کربنی در یک نانوکامپوزیت ماده‌ای رسانا و مستحکم برای عبور جریان با دانسیته بالاتر ساخته می‌شود.

 

محققان نشان دادند که این سیم جدید می‌تواند یکصد برابر بیشتر از رشته‌ سیم‌های معمولی جریان الکتریسیته را از خود عبور دهد. دلیل بهبود ظرفیت عبور جریان در این نانوکامپوزیت، تقویت ساختاری آن است. در واقع نانولوله‌های کربنی موجب ممانعت از حرکت اتم‌ها در حین عبور الکترون می‌شود؛ پدیده‌ای که به مهاجرت در اثر جریان (electromigration) موسوم است. نکته مهمتر در این است که ایجاد این خاصیت فیزیک به قیمت قربانی شدن هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت تمام نشده است، بلکه هدایت الکتریکی آن کاملا مشابه مس خالص است.

 

برای تولید این نانوکامپوزیت، محققان از روش رایج پراکندگی یونی مس- نانولوله استفاده نکردند، بلکه مس را به روش الکتروشیمیایی روی زیرلایه‌ای حاوی نانولوله‌های کربنی نشست دادند. محصول بدست آمده یک رشته سیم است که در آن نانولوله‌کربنی روی مس چند بلوری حاوی مرزهای دانه متعدد را گرفته است.

منبع: IranIEEE