Углеродные (графеновые) нанотрубки – перспективные элементы для электронной промышленности. Особенно широко они используются в микропроцессорах. Недавно учёные обнаружили, что с помощью растягивания нанотрубок можно изменять их электрические и структурные свойства. Статья об этом исследовании появилась в журнале Ultramicroscopy.
Углеродная нанотрубка – это, по сути, тончайший лист графена (особой модификации углерода), свёрнутый особым образом. Существует несколько методов такого сворачивания, в результате чего образуется несколько видов трубок. Все они имеют повышенную электропроводность. Однако проводимость углеродной трубки очень сложно контролировать на стадии производства. Трубки из одной партии могут проявлять как полупроводниковые, так и металлические свойства.
Однако исследователи нашли способ обойти эту проблему. За счёт изменения строения нанотрубок можно корректировать и их проводимость. Лист графена, из которого состоит нанотрубка, представляет собой сетку из правильных шестиугольников, в их вершинах находятся атомы углерода. Если одну из углеродных связей в этой сетке повернуть на девяносто градусов, то образуется так называемый дефект Стоуна-Уэйлса: вместо шестиугольников на этом участке появляются пятиугольник и семиугольник. Если этот дефект под действием высокой температуры начнёт распространяться по трубке (при условии приложения к ней механического напряжения), то изменится сама структура трубки, а вследствие этого изменятся и её электронные свойства. Это было теоретически предсказано ещё в конце девяностых годов, однако в то время экспериментальных подтверждений этого получить не удалось.
Теперь же учёные смогли провести необходимые эксперименты на лабораторных столах. В них углеродная нанотрубка растягивалась вначале до появления первого дефекта – двух пятиугольников и двух семиугольников. После этого трубку продолжали удлинять, из-за чего последовательно деформировались и другие участки углеродной сетки. По мере того как изменялись углеродные связи, менялась и проводимость нанотрубок.
Эта простая технология окажется весьма полезной в электронной промышленности. Например, таким способом можно из «металлических» нанотрубок создавать «полупроводниковые», а это найдёт применение в производстве светочувствительных датчиков и микропроцессоров.
Полупроводниковые нанотрубки также обладают свойством испускать фотоны, то есть светиться. Это создаёт перспективы их использования в оптоэлектронике.
На основе углеродных нанотрубок могут быть собраны и мемристоры. Эти электронные компоненты как таковые были получены совсем недавно – во второй половине «нулевых»; за много лет до этого были разработаны теоретические модели мемристоров, но долгое время считалось, что в реальности они не могут быть созданы. Мемристор – это сопротивление (резистор), которое обладает способностью запоминать пропущенный через него ток. Такие элементы могут стать весьма перспективными в создании компьютерной памяти нового поколения.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
