Teadlased keerutavad metalliaatomite ridu nanokiudude kimpudesse

04. märts 2023 (Nanowerki uudised) Tokyo Metropolitani ülikooli teadlased on edukalt keermestanud indiumi metalli aatomeid üksikute kiudude vahele siirdemetalli kalkogeniidi nanokiudude kimpudesse. Leotades kimbud indiumigaasiga, suutsid aatomite read tungida kiudude vahele, et luua interkalatsiooni kaudu ainulaadne nanostruktuur. Simulatsioonide ja eritakistuse mõõtmiste abil näidati, et üksikutel kimpudel on metallilised omadused, mis sillutab teed paindlikuks nanojuhtmeteks nanoskeemides. Tööst on teatatud (ACS Nano, "Aurufaasi indiumi interkalatsioon van der Waalsi aatomiõhukeste W6Te6 juhtmete nanokiududes"). Joonis 1. (a) 3D TMC kristallstruktuur, mis koosneb TMC nanokiududest, mida ümbritsevad interkaleeruva elemendi üheaatomilised read. (b) Ühe TMC nanokiu otsa- ja külgvaade. Kalkogeenid on kuldsed, siirdemetallid on rohelised ja interkaleeruv element on tumelilla. (Pilt: Tokyo Metropolitan University) Aatomijuhtmed siirdemetallide kalkogeniidid (TMC-d) on nanostruktuurid, mis koosnevad siirdemetallist ja rühma 16 elemendist nagu väävel, seleen ja telluur. Nad suudavad end ise kokku panna paljudeks erineva mõõtmetega struktuurideks, asetades need nanomaterjalide revolutsiooni keskmesse, mis on viimastel aastatel olnud intensiivsete uuringute keskmes. Eelkõige on erilist huvi pälvinud 3D TMC struktuuride klass, mis koosneb TMC nanokiudude kimpudest, mida hoiavad koos metalliaatomid kiudude vahel ja mis kõik moodustavad oma ristlõikes hästi järjestatud võre (vt joonis 1). Sõltuvalt metalli valikust võib konstruktsiooni isegi ülijuhiks muuta. Lisaks saab kimbud õhukeseks muutes muuta elastseteks elektrit juhtivateks struktuurideks: see muudab TMC nanostruktuurid peamiseks kandidaadiks kasutamiseks juhtmestikuna nanoskeemides. Siiski on olnud raske muuta neid struktuure pikkadeks ja õhukesteks kiududeks, mida on vaja nende põhjalikuks uurimiseks, samuti Nanotehnoloogia rakendusi. Abiprofessor Yusuke Nakanishi ja dotsent Yasumitsu Miyata juhitud meeskond on uurinud TMC nanostruktuuride sünteesitehnikaid. Hiljutises töös näitasid nad, et nad suudavad toota pikki õhukesi TMC-de kimpe (ilma metallita) enneolematult suurtes skaalates. Nüüd on nad kasutanud aurufaasi reaktsiooni, et keermestada aatomilt õhukesed indiumiridad õhukesteks volframtelluriidi kimpudeks. Kokkupuutel oma pikkade nanokiudude kimpudega indiumiauruga vaakumis 500 kraadi Celsiuse järgi, sisenesid indiumi metalliaatomid kimpude moodustavate üksikute nanokiudude vahelisse ruumi, moodustades interkaleeruva (või sillava) indiumirea, mis seob kiude. koos. (a) Nii volframtelluriidi nanokiudkimpude kui ka lõpliku interkaleeritud struktuuri aatomstruktuuri skeem koos skaneerivate ülekandeelektronmikroskoopia piltidega. (b) Sünteesitud 3D TMC nanokiud ränisubstraadil. (Pilt: Tokyo Metropolitan University) Olles tootnud edukalt suures koguses keermestatud TMC kimpe, asusid nad uurima oma uute nanojuhtmete omadusi. Vaadeldes takistust temperatuuri funktsioonina, näitasid nad lõplikult, et üksikud kimbud käituvad nagu metall ja juhivad seega elektrit. See nõustus arvutisimulatsioonidega ja näitas ka seda, kui hästi struktuurid olid. Huvitaval kombel leidsid nad, et see struktuur erines veidi kokku pandud nanokiudude hulgipartiidest, kuna interkaleeritud read panid iga nanokiu veidi ümber oma telje pöörlema. Meeskonna tehnika ei piirdu ainult indiumi ja volframtelluriidiga ega ka selle konkreetse struktuuriga. Nad loodavad, et nende töö võib inspireerida uut peatükki nanomaterjalide arendamisel ja nende ainulaadsete omaduste uurimisel.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php