과학자들은 나노섬유 묶음에 금속 원자 줄을 꿰어 넣습니다.

플라톤에 의해 재발행

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04년 2023월 XNUMX일(나노 워크 뉴스) 도쿄 메트로폴리탄 대학의 연구원들은 전이 금속 칼코게나이드 나노섬유 다발의 개별 섬유 사이에 인듐 금속 원자를 성공적으로 끼워 넣었습니다. 다발을 인듐 가스에 담그면 원자 열이 섬유 사이로 들어가 삽입을 통해 독특한 나노 구조를 만들 수 있었습니다. 시뮬레이션과 저항률 측정을 통해 개별 묶음이 금속 특성을 갖는 것으로 나타나 나노회로에서 유연한 나노와이어로 응용할 수 있는 길을 열었습니다. 해당 작업은 (ACS 나노, “원자적으로 얇은 W6Te6 와이어의 반 데르 발스 나노섬유의 증기상 인듐 삽입”). 인터칼레이팅 요소를 포함하는 3원 XNUMXD TMC의 나노구조

그림 1. (a) 삽입 요소의 단일 원자 행으로 둘러싸인 TMC 나노섬유로 구성된 3D TMC 결정 구조. (b) 단일 TMC 나노섬유의 끝부분과 측면도. 칼코겐은 황금색, 전이금속은 녹색, 삽입 원소는 진한 보라색입니다. (이미지 : 도쿄도립대학) 원자선 전이금속 칼코게나이드 TMC(TMC)는 전이 금속과 황, 셀레늄, 텔루르와 같은 16족 원소로 구성된 나노구조입니다. 이들은 서로 다른 차원을 지닌 광범위한 구조로 자가 조립할 수 있어 최근 몇 년간 집중적인 연구의 초점이 되어온 나노재료 혁명의 중심에 놓이게 되었습니다. 특히, 섬유 사이의 금속 원자에 의해 함께 결합된 TMC 나노섬유 묶음으로 구성된 3D TMC 구조 클래스가 특별한 관심을 끌었으며, 모두 단면에서 잘 정돈된 격자를 형성합니다(그림 1 참조). 금속의 선택에 따라 구조를 초전도체가 되도록 만들 수도 있습니다. 더욱이 다발을 얇게 만들어 전기를 전도하는 유연한 구조로 만들 수 있습니다. 이는 TMC 나노구조를 나노회로의 배선으로 사용하기 위한 주요 후보로 만듭니다. 그러나 이러한 구조를 심층적으로 연구하는 데 필요한 길고 얇은 섬유로 만드는 것은 어려웠습니다. 나노 기술 응용 프로그램. 나카니시 유스케(Yusuke Nakanishi) 조교수와 미야타 야스미츠(Yasumitsu Miyata) 부교수가 이끄는 팀은 TMC 나노구조의 합성 기술을 연구해 왔습니다. 최근 연구에서 그들은 전례 없이 큰 길이 규모에 걸쳐 길고 얇은 TMC 묶음(금속 없음)을 생산할 수 있음을 보여주었습니다. 이제 그들은 원자적으로 얇은 인듐 줄을 얇은 텅스텐 텔루라이드 다발에 끼워 넣기 위해 증기상 반응을 사용했습니다. 긴 나노섬유 다발을 섭씨 500도의 진공 상태에서 인듐 증기에 노출시킴으로써 인듐 금속 원자는 다발을 구성하는 개별 나노섬유 사이의 공간으로 들어가 섬유를 묶는 인듐 삽입(또는 연결) 열을 형성했습니다. 함께. 인듐 금속과 텅스텐 텔루라이드의 삽입

(a) 스캐닝 투과 전자 현미경 이미지와 함께 텅스텐 텔루라이드 나노섬유 다발과 최종 삽입 구조의 원자 구조 도식. (b) 실리콘 기판에 합성된 3D TMC 나노섬유. (이미지: Tokyo Metropolitan University) 이러한 스레드형 TMC 번들을 대량으로 성공적으로 생산한 후 그들은 새로운 나노와이어의 특성을 연구하기 시작했습니다. 저항률을 온도의 함수로 관찰함으로써 그들은 개별 묶음이 금속처럼 행동하여 전기를 전도한다는 것을 결정적으로 보여주었습니다. 이는 컴퓨터 시뮬레이션과 일치했으며 구조가 얼마나 잘 정렬되어 있는지도 보여주었습니다. 흥미롭게도 그들은 이 구조가 묶인 나노섬유의 벌크 배치와 약간 다르다는 점을 발견했는데, 삽입된 행으로 인해 각 나노섬유가 축을 중심으로 약간 회전하게 된다는 점입니다. 팀의 기술은 인듐과 텅스텐 텔루라이드뿐만 아니라 이 특정 구조에만 국한되지 않습니다. 그들은 그들의 연구가 나노물질 개발과 나노물질의 고유한 특성에 대한 연구에 새로운 장을 열 수 있기를 바랍니다.