Yksiulotteinen materiaali

07.05.2018

UCR-1D-rakenteita-transistoreille-300.jpgKalifornian Riverside yliopiston insinöörit ovat esitelleet prototyyppejä rakenteista, jotka on valmistettu eksoottisesta materiaalista, joka voi johtaa 50 kertaa suurempaa virtatiheyttä kuin tavanomainen kupariliitäntä.

Kun transistorit yhä vain kutistuvat ne tarvitsevat suurempia ja suurempia virtatiheyksiä toimimakseen halutulla tasolla. Useimmat tavanomaiset sähköjohteet, kuten kupari, hajoavat yleensä suurilla virtatiheyksillä, mikä muodostaa esteen yhä pienempien komponenttien luomiselle.

Siten elektroniikkateollisuus tarvitsee piin ja kuparin vaihtoehtoja, jotka voivat ylläpitää äärimmäisen suuria virtatiheyksiä kooltaan vain muutamissa nanometreissä.

Kun 2D-materiaalit koostuvat yhdestä atomikerroksesta, 1D-materiaalit koostuvat yksittäisien atomien ketjuista, jotka ovat heikosti sidottuja toisiinsa (van der Waals Nanoribbons), mutta tällaisten mahdollisuuksia elektroniikan suhteen ei ole laajalti tutkittu. Nyt tutkijat havaitsivat, että zirkonium tritelluuri (ZrTe3) nanonauhalla on poikkeuksellisen suuri virrantiheys (~100 MA/cm2). Se ylittää minkä tahansa tavanomaisen metallin kuten kuparin ja melkein saavuttaa hiilinanoputkien ja grafeenin virtatiheydet.

"Perinteiset metallit ovat monikiteisiä. Niillä on rakeiden rajoja ja pinnan karheutta, jotka sirottavat elektroneja. Näennäiset yksiulotteiset materiaalit, kuten ZrTe3, koostuvat yksittäisien atomien ketjuista yhdessä suunnassa. Niillä ei ole raerajoja ja niillä on usein sileät pinnat hilseillyttämisen jälkeen, toteavat tutkija yliopistonsa tiedotteessa.

Periaatteessa tällaisia yksiulotteisia materiaaleja voitaisiin kasvattaa suoraan nanolangoiksi, joiden poikkileikkaus vastaa yksittäistä atomisäiettä tai ketjua.

Kuvassa mikroskopiakuva elektronisesta rakenteesta, joka on valmistettu yksiulotteisesta ZrTe3 nanonauhoista. Nanojohteen kanava on värjätty vihreäksi ja metallikontaktit keltaiseksi. Nanometrisen paksuuden vuoksi keltaiset metallikoskettimet näyttävät olevan vihreän kanavan alla, mutta todellisuudessa ne ovat yläpuolella.

23.04.2019Uusia rakenteita Litium-ioni akuille
18.04.2019Spinaaltoja nanoelektroniikkaan
17.04.2019Huonelämpötilassa toimivia keinotekoisia atomeja
16.04.2019Uusi ihmemateriaali: yksittäisiä 2D-fosforeeninauhoja
15.04.2019Eksoottisia kvanttivaikutuksia
12.04.2019Fononeja suunnaten ja laseroiden
11.04.2019Kuparipohjainen vaihtoehto kullalle
09.04.2019Vanhassa vara parempi
08.04.2019Mainoksen esittelyteksti
08.04.2019Tehokkaita ledejä nanolangasta

Siirry arkistoon »