Nanorör av kol: sätts på deras plats | npg asia material

Nanorör av kol: sätts på deras plats | npg asia material

Anonim

En positioneringsteknik som tar en markerad kol nanorör och placerar den i en förtillverkad krets kan vara en livskraftig strategi för montering av många nano- och mikroskalade enheter.

Kolnanorör anses vara en idealisk byggsten för miniatyrenheter. De kan vara metalliska eller halvledande, vilket innebär att de kan fungera som ledningar eller den centrala delen av en transistorkrets. Tillväxtförhållandena bestämmer till stor del deras diameter och längd. Av denna anledning studerar forskare sätt att konstruera nanorör till nanoskala transistorer och sensorer.

Ett antal tekniska utmaningar begränsar emellertid den tekniska livskraften hos nanorörsanordningar. En är att ingen tillväxtprocess ger nanorör som är 100% av samma typ eftersom nanorörens egenskaper bestäms av deras diameter och chiralitet - som grafenarket är lindad. En annan svårighet är att montera och integrera en eller flera nanorör i komplexa kretsar.

Mot bakgrund av dessa två svårigheter med en teknik har Zhongfan Liu, Liying Jiao och kollegor vid Peking University i Kina 1 utvecklat ett sätt att selektivt positionera och integrera en enda kolananorör i en enhet. ”Vår strategi kan utvidgas till att bygga andra byggstenar, vilket gör det möjligt att konstruera ändamålsriktade arkitekturer med mikro- / nano-skalor, rör, prickar och ark, ” säger Jiao.

Konceptet är enkelt: identifiera en nanorör som visar de önskade egenskaperna och hitta ett sätt att hantera och placera det makroskopiskt, snarare än att utveckla maskiner för nanoskala. Liu och hans team odlade först kolananorör genom kemisk ångavsättning på en förutbestämd markörgrupp och använde Raman-spektroskopi - en optisk mätning - för att identifiera nanorör med en viss diameter och kiralitet med avseende på markörerna. De applicerade och härdade sedan ett polymerharts som kallas PMMA (poly (metylmetakrylat)) över nanorören. Med en positioner som höll PMMA och översatte den över en förmönstrad enhet, använde teamet markörerna för att placera en förut vald nanorör på den önskade platsen för enheten (fig. 1). De löstes sedan PMMA med acetonånga.

Fig. 1: Schematisk över den kontrollerade positioneringen av enskilda kolananorör på en målyta på en önskad plats. Markörerna (plustecknen) i PMMA-filmen (grå) används för att identifiera kolens nanorör och placera dem på specifika platser på enheten.

Denna metod ger en enhet byggd runt en nanorör med exakt rätt typ av egenskaper och kan användas för att konstruera en anordning som består av mer än en nanorör - till exempel två halvledande och två metalliska nanorör. Teamet har till och med använt metoden för att integrera nanorör i flexibla plastanordningar.

Författare

Denna forskningshöjdpunkt har godkänts av författaren till den ursprungliga artikeln och alla empiriska data som finns i har tillhandahållits av nämnda författare.