Tutkijat pujottelevat metalliatomirivejä nanokuitukimppuihin

04. maaliskuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Tokyo Metropolitan Universityn tutkijat ovat onnistuneesti pujottaneet indiummetalliatomeja yksittäisten kuitujen väliin siirtymämetallikalkogenidin nanokuitujen nippuihin. Upottamalla niput indiumkaasulla atomirivit pääsivät kuitujen väliin luodakseen ainutlaatuisen nanorakenteen interkalaation kautta. Simulaatioiden ja ominaisvastusmittausten avulla yksittäisillä nipuilla osoitettiin olevan metallisia ominaisuuksia, mikä tasoitti tietä sovelluksille joustavina nanojohtimina nanopiirissä. Työstä on raportoitu vuonna (ACS Nano, "Höyryfaasiindiumin interkalaatio atomisesti ohuiden W6Te6-lankojen van der Waalsin nanokuiduissa"). Kuva 1. (a) 3D TMC:n kiderakenne, joka koostuu TMC-nanokuiduista, joita ympäröivät interkaloituvan elementin yksiatomirivit. (b) Yksittäisen TMC-nanokuidun pää ja sivukuva. Kalkogeenit ovat kultaisia, siirtymämetallit vihreitä ja interkaloituva alkuaine on tumman violetti. (Kuva: Tokyo Metropolitan University) Atomilangat siirtymämetallikalkogenidit (TMC:t) ovat nanorakenteita, jotka koostuvat siirtymämetallista ja ryhmän 16 alkuaineesta, kuten rikistä, seleenistä ja telluurista. Ne pystyvät kokoamaan itse monenlaisia ​​rakenteita, joilla on eri ulottuvuus, mikä asettaa ne nanomateriaalien vallankumouksen ytimeen, joka on ollut intensiivisen tutkimuksen kohteena viime vuosina. Erityisesti 3D TMC -rakenteiden luokka on herättänyt erityistä mielenkiintoa, ja se koostuu TMC-nanokuitujen nipuista, joita metalliatomit pitävät yhdessä kuitujen välissä ja jotka kaikki muodostavat poikkileikkaukseltaan hyvin järjestetyn hilan (katso kuva 1). Metallin valinnasta riippuen rakenteesta voidaan tehdä jopa suprajohde. Lisäksi ohuita nipuja tekemällä niistä voitaisiin tehdä joustavia rakenteita, jotka johtavat sähköä: tämä tekee TMC-nanorakenteista erinomaisen ehdokkaan käytettäväksi johdotuksena nanopiirissä. Näistä rakenteista on kuitenkin ollut vaikeaa tehdä pitkiä, ohuita kuituja, joita tarvitaan niiden syvälliseen tutkimiseen sekä nanoteknologian sovellukset. Apulaisprofessori Yusuke Nakanishin ja apulaisprofessori Yasumitsu Miyatan johtama ryhmä on tutkinut TMC-nanorakenteiden synteesitekniikoita. Viimeaikaisessa työssä he osoittivat, että he pystyivät tuottamaan pitkiä, ohuita TMC-nippuja (ilman metallia) ennennäkemättömän suurissa mittakaavaissa. Nyt he ovat käyttäneet höyryfaasireaktiota pujotakseen atomiohuita rivejä indiumia ohuiksi volframitelluridikimpuiksi. Altistamalla pitkät nanokuitukimput indiumhöyrylle tyhjössä 500 celsiusasteessa, indiummetalliatomit pääsivät nippujen muodostavien yksittäisten nanokuitujen väliseen tilaan muodostaen interkaloituvan (tai siltaavan) indiumrivin, joka sitoo kuidut. yhdessä. (a) Kaavio sekä volframitelluridin nanokuitukimppujen että lopullisen interkaloidun rakenteen atomirakenteesta sekä pyyhkäisytransmissioelektronimikroskooppikuvat. (b) Syntetisoidut 3D TMC-nanokuidut piisubstraatilla. (Kuva: Tokyo Metropolitan University) Tuotettuaan onnistuneesti suuria määriä näitä kierteitettyjä TMC-nippuja, he jatkoivat uusien nanolankojensa ominaisuuksien tutkimista. Tarkastellessaan ominaisvastusta lämpötilan funktiona, he osoittivat lopullisesti, että yksittäiset niput käyttäytyvät metallin tavoin ja johtavat siten sähköä. Tämä oli yhtä mieltä tietokonesimulaatioiden kanssa ja osoitti myös, kuinka hyvin järjestetyt rakenteet olivat. Mielenkiintoista on, että he havaitsivat, että tämä rakenne oli hieman erilainen kuin nippunanokuitujen bulkkierät, koska interkaloidut rivit saivat jokaisen nanokuidun pyörimään hieman akselinsa ympäri. Tiimin tekniikka ei rajoitu vain indium- ja volframitelluridiin eikä tähän erityiseen rakenteeseen. He toivovat, että heidän työnsä saattaisi inspiroida uuden luvun nanomateriaalien kehittämiseen ja niiden ainutlaatuisten ominaisuuksien tutkimiseen.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php