کشفی که به طراحی دستگاههای الکترونیکی سفارشی با استفاده از تنها یک عنصر می انجامد به گزارش سیبکس، محققان به موفقیت رسیدند با استفاده از یک نیمه رسانای با پیوندهای قابل انعطاف، ماده را در چارچوب ساختارهای متنوع نانومقیاس قالب دهی کنند، بدون آن که ترکیب شیمیایی آن تغییر کند. این کشف می تواند دریچه ای به طراحی دستگاههای الکترونیکی سفارشی با استفاده از تنها یک عنصر باشد. به گزارش سیبکس به نقل از ایسنا، نیمه رساناها نقش بی بدیلی در زندگی روزمره ما دارند و حدودا در تمامی دستگاههای الکترونیکی حضور دارند. یکی از مهم ترین خصوصیت های این مواد، شکاف انرژی یا band gap است که تعیین کننده نحوه هدایت جریان الکتریکی توسط آنها است. تابحال برای تغییر این خصوصیت کلیدی، روش هایی همچون شکستن پیوندهای شیمیایی یا افزودن عناصر دیگر به ماده به کار می رفته است که اغلب پیچیده و پرمصرف انرژی بوده اند. در مطالعه ای مشترک از دانشگاه ناتینگهام انگلستان، مرکز پژوهشی EPSRC SuperSTEM، دانشگاه اولم آلمان و شرکت BNNT آمریکا، ساختارهای نوینی از سلنیوم به شکل نانوساختارهای هسته-پوسته با بهره گیری از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بررسی شدند. در این تحقیق از نانولوله ها بعنوان لوله های آزمایش بسیار کوچک بهره گرفته شد تا سلنیوم تحت شرایط محدود شده نانومقیاس شکل بگیرد. دکتر ویل کال، پژوهشگر شیمی در دانشگاه ناتینگهام که آزمایش های میدانی را انجام داده است، می گوید: سلنیوم نیمه رسانای قدیمی و شناخته شده ای است که در نخستین سلول های خورشیدی به کار رفت. ما با کشف اشکال نوین سلنیوم که هنگام محدود شدن در مقیاس نانو شکل می گیرند، این ماده را باردیگر زنده کردیم. در اندازه های بسیار کوچک، پیوندهای اتمی سلنیوم دستخوش تغییر شده و زوایای پیوندی بیشتر می شود. این امر سبب صاف شدن ساختار مارپیچی اولیه و تبدیل آن به سیم های نازک اتمی می شود. دکتر ویل کال ادامه می دهد: با بهره گیری از میکروسکوپ الکترونی عبوری و نانولوله ها بعنوان لوله های آزمایش توانستیم ساختارهای جدید سلنیوم را تصویر نماییم و نمودار فازی جدیدی عرضه دهیم که رابطه بین ساختار اتمی سلنیوم و قطر نانوسیم ها را نشان داده است. گروه ناتینگهام پیشتر هم با همین رویکرد، واکنش های شیمیایی مولکول های منفرد و انتقال فازها را در نیمه رساناها به شکل زنده و در سطح اتمی مشاهده کرده بودند. به قول دکتر کال، «به طور شگفت آوری دیدیم که لوله آزمایش نانو هنگام تصویربرداری نازک تر می شود. به عبارتی، نانوسیم سلنیوم داخل لوله مانند خمیردندان فشار داده شده و کشیده و نازک می شود. این کشف تصادفی به ما امکان داد مکانیسم تبدیل انواع مختلف نانوسیم ها را با دقت نزدیک به اتمی شرح دهیم؛ چیزی که تاثیر زیادی بر خصوصیت های الکترونیکی آنها دارد.» باندگپ انرژی نیمه رساناها تاثیر بسیار زیادی در کاربردشان در دستگاه هایی مانند سلول های خورشیدی، ترانزیستورها و فتوکاتالیست ها دارد. پروفسور کوئنتین راماس، مدیر مرکز EPSRC SuperSTEM، می گوید: با ترکیب میکروسکوپ الکترونی عبوری با طیف سنجی انرژی الکترونی توانستیم باندگپ انرژی زنجیره های منفرد سلنیوم را اندازه گیری نماییم. این اندازه گیری ها نشان داد که گاف انرژی به صورت دقیق به قطر نانوسیم ها وابسته است. برخلاف نانولوله های کربنی که به خاطر جذب انرژی بالا، تداخل در بررسی تغییرات الکترونیکی ایجاد می کنند، نانولوله های نیترید بورون به خاطر شفافیت بالا امکان مشاهده دقیق تغییرات گاف انرژی در نانوسیم های سلنیوم را فراهم می کنند. مطابق قانون مور، تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه هر دو سال دو برابر می شود و این به معنای کوچکتر شدن قطعات الکترونیکی است. پروفسور آندری خلویستوف از دانشگاه ناتینگهام می گوید: ما حد نهائی کوچک شدن نانوسیم ها را بررسی کردیم به صورتی که خصوصیت های الکترونیکی مفیدشان حفظ شود. این مورد در سلنیوم به کمک تغییرات ساختاری اتمی و محدودیت کوانتومی امکانپذیر است و اجازه می دهد گاف انرژی در محدوده ای کاربردی باقی بماند. محققان امیدوارند در آینده این مواد نوین در دستگاههای الکترونیکی به کار گرفته شوند. تنظیم دقیق گاف انرژی سلنیوم با تغییر قطر نانوسیم می تواند امکان طراحی دستگاههای الکترونیکی سفارشی را تنها با یک عنصر فراهم آورد. این پژوهش با حمایت مالی برنامه EPSRC «اتم های فلزی روی سطوح و رابط ها برای آینده ای پایدار» (MASI) و پروژه «مهار رادیکال ها» بنیاد Leverhulme انجام شده است. دانشگاه ناتینگهام با مرکز تحقیقاتی nmRC از پیشگامان عرصه نانوفناوری است که امکانات و تخصص های منحصربه فردی را برای تحقیقات میان رشته ای از مواد کاربردی تا فناوری های کوانتومی و مراقبت های بهداشتی فراهم می آورد. منبع: sibex.ir 1404/03/11 10:08:06 5.0 / 5 45 تگهای خبر: آمریكا , الكترونیكی , تراشه , دستگاه این مطلب سیبکس را پسندیدید؟ (1) (0) X تازه ترین مطالب مرتبط سم آلتمن روبات تایید انسان بودن ساخت کاهش مراجعه های حضوری با توسعه دولت هوشمند بازار روبه رشد فناوری نانو در خدمت مبارزه با سرطان خراسان جنوبی در راه تبدیل شدن به قطب نوآوری شرق کشور نظرات بینندگان در مورد این مطلب نظر شما در مورد این مطلب نام: ایمیل: نظر: سوال: = ۱ بعلاوه ۱