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.

20.09.2018Edullinen ultraäänilaite
19.09.2018Pieniä luonnonihmeitä it- ja sähkömiehille
18.09.2018Vismutista löytyi uusia ominaisuuksia
17.09.2018Yllätys lämmönsiirrossa voi johtaa lämpötransistoreihin
14.09.2018Grafeeni yllättää vieläkin
13.09.2018Enemmän värejä fotoniikkaan
12.09.2018Langaton tiedonsiirto vedestä ilmaan
11.09.2018Kymmenen prosenttia edullisempaa aurinkosähköä
10.09.2018Laaja viritettävyys tietoliikennelaitteille
07.09.2018Materiaalitieteen löytöjä

Siirry arkistoon »