Siirrettäviä nanoskaalan antureita

20.12.2018

Rice-nanolitteita-antureita-300-t.jpgRice-insinöörit ovat kehittäneet menetelmän siirtää täydelliset, joustavat kaksiulotteiset piirit valmistusalustaltaan kaareviin ja muihin sileisiin pintoihin. Tällaiset piirit kykenevät kytkeytymään lähikentän sähkömagneettisien aaltojen kanssa ja tarjoavat seuraavan sukupolven tunnistusta optisille kuiduille ja muille sovelluksille. 

Rice University tutkijat kehittävät menetelmää siirtää kokonainen 2D-piiri mille tahansa sileälle pinnalle.

Materiaalitutkija Pulickel Ajayan ja Jun Loun johtamat insinöörit ovat kehittäneet menetelmän, jonka avulla atomisen litteät anturit saadaan saumattomasti integroitua rakenteisiin lukemaan siinä esiintyviä ilmiöitä.

Elektronisesti aktiivisia 2D-materiaaleja on tutkittu paljon mutta niiden siirtäminen sinne missä niitä tarvitaan, tuhoamatta niitä, on vaikeaa.

Ajayan- ja Loun ryhmät sekä insinööri Jacob Robinsonin laboratoriolla on uusi tapa pitää materiaalit ja niihin liittyvät piirit, myös elektrodit, ehjinä, kun ne siirretään kaareviin tai muihin sileisiin pintoihin.

Tutkijaporukka testasi konseptia tekemällä 10 nanometrin paksuisen indium-selenidi fotoilmaisimen kultaelektrodeilla ja sijoittamalla sen optiseen kuituun. Koska se oli niin lähellä valoa, lähikentän anturi käytännössä kytkeytyi sähkömagneettiseen aaltoon, joka kulkee kuidun pinnalla ja havainnoi tarkasti informaation kulkua kuidun sisällä.

"Tutkimusartikkelissa ehdotetaan useita mielenkiintoisia mahdollisuuksia soveltaa 2D-rakenteita todellisiin sovelluksiin", toteaa Lou. "Esimerkiksi meren pohjassa olevat optiset kuidut ovat tuhansia kilometrejä pitkiä ja jos ongelmia ilmenee, on vaikea tietää, missä on vikakohta. Jos käytettävissä on näitä antureita eri kohdissa, voit löytää kuidun vauriokohdan."

Kaksiulotteisia raakamateriaaleja siirretään usein polymetyylimetakrylaatin (PMMA) kerroksella, ja myös Ricen tutkijat käyttävät tätä tekniikkaa. Mutta he tarvitsivat vankan pohjakerroksen, joka ei pelkästään pitäisi piiriä vahingoittumattomana siirron aikana, mutta voitaisiin myös poistaa ennen rakenteen kiinnittämistä kohteeseen. (Myös PMMA poistetaan kun piiri saavuttaa kohteen.)

Ihanteellinen ratkaisu oli polydimetyyliglutarimidi (PMGI), jota voidaan käyttää laitteen valmistustasona ja helposti etsata pois ennen siirtoa kohteeseen. "Olemme käyttäneet jonkin verran aikaa kehittäessämme tätä uhrautuvaa kerrosta", Lou toteaa. PMGI näyttää toimivan millä tahansa 2D-materiaalilla, sillä tutkijat kokeilivat menestyksekkäästi myös molybdeenidiselenidiä ja muita materiaaleja.

Rice Labs on kehittänyt tähän mennessä vain passiivisia antureita, mutta tutkijat uskovat, että heidän tekniikka mahdollistaa myös aktiivisten antureiden tai rakenteiden mahdollisuuden televiestintään, biosensorointiin, plasmoniikkaan ja muihin sovelluksiin.

Aiheesta aiemmin:

Atomisen ohuita kaasu- ja kemia-antureita

Grafeenin vikakohdista elektroninen nenä

22.05.2019Erittäin nopeita magneettisia muisteja
21.05.2019Happea akkujen kehitykseen
20.05.2019Neulanreiät hologrammeja tuottamaan
17.05.2019Lasketaan nopeammin kvasihiukkasilla
16.05.2019Kondensaattoreita tulostamalla
15.05.2019Kvanttitietotekniikkaa grafeenin ja piin avulla
14.05.2019Suurtaajuussiirto tehostuu grafeenilla
13.05.2019Aivomaista tietotekniikkaa
11.05.2019Kvanttitason mittauksia
09.05.2019Tehokkaampia muistimateriaaleja
08.05.2019Lämpösähköä spinien tasolta
07.05.2019Suurin ja nopein optinen kytkinpiiri
06.05.2019Tehokkaita lämpöjohteita nanoelektroniikalle
03.05.2019Monenlaista ledien värien hallintaa
02.05.2019Staattinen negatiivinen kondensaattori
30.04.2019Kompaktia pitkäaaltoista viestintää
29.04.2019Nanoklustereista puolijohteita
26.04.2019Uudenlainen spintransistori
25.04.2019Aurinkoa seuraten
24.04.2019Kvanttimateriaali aivojen kaveriksi
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
05.04.2019Nanogeneraattori kankaalle 3D-tulostuksella
03.04.2019Topologiaa valoaalloille
02.04.2019Kolme mittausta yhdellä selluanturilla
01.04.2019Monipuolisia orgaanisia transistoreita
29.03.2019Kvanttisimulointia valolla
28.03.2019Sähköä syöviä mikrobeja
27.03.2019Proteiini tarjoaa vaihtoehtoja ionijohteille
26.03.2019Metamateriaali ratkoo yhtälöitä
25.03.2019Molekyylimoottorit toimivat yhdessä
22.03.2019Laveampaa kvantti-informaation vaihtoa
21.03.2019RF-fotoneja ja kvanttihyppyjä
20.03.2019Säädettävää ja äänennopeaa lämmönjohdetta
19.03.2019Molekyylielektroniikan toimintoja kvantti-interferenssillä
18.03.2019Nesteitä ja molekyylejä sähkön tuottajiksi
15.03.2019Moiré-kuviot tuottavat superhiloja
14.03.2019Kvanttivaloa ja kvanttipisteitä
13.03.2019Kävisikö pii sittenkin akkuanodiksi
12.03.2019DNA-tietotekniikka tehostuu
11.03.2019Kvanttianturi tehostaa syövän hoitoa
08.03.2019Miten olisi magnonielektroniikka?
07.03.2019Spintroniikka näyttää kykynsä
06.03.2019Eriväristen fotonien lomittaminen
05.03.2019Ionisia transistoreita bioelektroniikalle
04.03.2019Valon ansoittaminen kolmiulotteisesti
04.03.2019Muokattava kaistaero grafeenilla
28.02.2019Magneettisuus kääntyy sähkökentällä
27.02.20193D-tulostuksella mekaanisia logiikkaportteja
26.02.2019Kertakäyttöisiä antureita 3D-tulostuksella
25.02.2019Kierteisiä elektroneja ja eksitoneja
25.02.2019Käännetään ledi jäähdyttäjäksi
21.02.2019Monimuotoisia kaksiulotteisia
20.02.2019Huonelämpöinen alusta kvanttiteknologialle
19.02.2019Lisäkalvo tekee litiumioniakuista turvallisia
18.02.2019Uusia materiaaleja elektroniikalle
15.02.2019Elektronien nestettä huonelämpötilassa
14.02.2019Parempaa orgaanista seostusta ja rajapintoja
13.02.2019Eksitoneja, bieksitoneja ja polaritoneja samassa materiaalissa
12.02.2019Muistitekniikan kehityssuuntia
11.02.2019Vähemmän kohinaa
08.02.2019Protoneista akkujen varausten siirtäjä?
07.02.2019Negatiivista kapasitanssia
06.02.2019Grafeeniantureita aivoihin ja mikropiireille
05.02.2019Hiilidioksidipäästöt vedyksi ja sähköksi
04.02.2019Nopeutta orgaanisille akuille
01.02.2019Kahdenlaisia varauksenkantajia suprajohteissa
31.01.2019Energian keruuta MEMS:llä ja fraktaaleilla
30.01.2019Anturiverkoille mallia sammakoilta
29.01.2019Valon ohjelmointia sirulla
28.01.2019Kemiallista logiikkaa
25.01.2019Lentäviä optisia kissoja kvanttiviestintään
24.01.20193D-printattua pietsomateriaalia
23.01.2019Epätavalliset ratkaisut tehostavat magnesiumakkuja
22.01.2019Valolla kirjoitettavia magneettisia muisteja
21.01.2019Tehokkain kvanttitietokone yhden atomin kubitilla
18.01.2019Läpimurtoja orgaaniselle elektroniikalle
17.01.2019Virtausanturi verelle
17.01.2019Suunniteltuja materiaaleja fotonien hyödyntämiseksi
15.01.2019Perovskiitista spintroniikan perusta?
14.01.2019Spinkuvioita korkean lämpötilan suprajohteissa
11.01.2019Kvanttimateriaaleja puolijohteiden tilalle
10.01.2019Eksitonit avaavat tietä tehokkaampaan elektroniikkaan
09.01.2019Ympäristö muuttaa molekyylin kytkimeksi
08.01.2019Itseoppimiseen tukeutuva konenäkö
07.01.2019Parempia Li-Ion -akkuja
04.01.2019Biologinen salausavainjärjestelmä
03.01.2019Origamilla mukautuva antennijärjestelmä
02.01.2019Topologisia LC-piirejä valo- ja mikroaalloille
31.12.2018Kytkin solussa sähköistää elämää
28.12.2018Yksikiteistä hybridiperovskiittia elektroniikkaan
21.12.2018Verkostoituminen menee kvanttiseksi

Näytä lisää »