Naukowcy wplatają rzędy atomów metali w wiązki nanowłókien

04 marca 2023 (Wiadomości Nanowerk) Naukowcom z Tokyo Metropolitan University udało się wpleść atomy metalicznego indu pomiędzy pojedyncze włókna w wiązkach nanowłókien chalkogenku metalu przejściowego. Dzięki zanurzeniu wiązek w gazowym indzie rzędy atomów mogły przedostać się między włókna, tworząc unikalną nanostrukturę poprzez interkalację. Dzięki symulacjom i pomiarom rezystywności wykazano, że poszczególne wiązki mają właściwości metaliczne, torując drogę do zastosowania jako elastyczne nanoprzewody w nanoobwodach. Praca została zgłoszona w (ACS Nano, „Interkalacja indu w fazie pary w nanowłókien van der Waalsa atomowo cienkich drutów W6Te6”). Rysunek 1. (a) Trójwymiarowa struktura krystaliczna TMC składająca się z nanowłókien TMC otoczonych rzędami pojedynczych atomów pierwiastka interkalującego. ( b ) Koniec i widok z boku pojedynczego nanowłókna TMC. Chalkogeny są złote, metale przejściowe są zielone, a pierwiastek interkalujący jest ciemnofioletowy. (Zdj.: Tokyo Metropolitan University) Druty atomowe chalkogenki metali przejściowych (TMC) to nanostruktury składające się z metalu przejściowego i pierwiastka z grupy 16, takiego jak siarka, selen i tellur. Są w stanie samoorganizować się w szeroką gamę struktur o różnych wymiarach, co stawia je w sercu rewolucji w nanomateriałach, która była przedmiotem intensywnych badań w ostatnich latach. Szczególne zainteresowanie wzbudziła klasa trójwymiarowych struktur TMC, składająca się z wiązek nanowłókien TMC utrzymywanych razem przez atomy metalu pomiędzy włóknami, z których wszystkie tworzą dobrze uporządkowaną siatkę w przekroju poprzecznym (patrz rysunek 3). W zależności od wyboru metalu, struktura może nawet stać się nadprzewodnikiem. Co więcej, dzięki cienkim wiązkom można je przekształcić w elastyczne struktury przewodzące elektryczność: to sprawia, że ​​nanostruktury TMC są najlepszym kandydatem do zastosowania jako okablowanie w nanoobwodach. Jednak trudno było przekształcić te struktury w długie, cienkie włókna, które są wymagane do ich dogłębnego zbadania, a także do nanotechnologia Aplikacje. Zespół kierowany przez adiunkta Yusuke Nakanishi i profesora nadzwyczajnego Yasumitsu Miyatę badał techniki syntezy nanostruktur TMC. W ostatnich pracach wykazali, że mogą wytwarzać długie, cienkie wiązki TMC (bez metalu) na niespotykanie dużą skalę. Teraz wykorzystali reakcję w fazie gazowej, aby nawlec atomowo cienkie rzędy indu w cienkie wiązki tellurku wolframu. Wystawiając ich długie wiązki nanowłókien na działanie oparów indu pod próżnią w temperaturze 500 stopni Celsjusza, atomy metalu indu przedostały się do przestrzeni między poszczególnymi nanowłókien, które tworzą wiązki, tworząc interkalujący (lub mostkujący) rząd indu, który wiąże włókna razem. ( a ) Schemat struktury atomowej zarówno wiązek nanowłókien z tellurku wolframu, jak i ostatecznej struktury interkalowanej, wraz z obrazami skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej. (b) Zsyntetyzowane nanowłókna 3D TMC na podłożu krzemowym. (Zdjęcie: Tokyo Metropolitan University) Po pomyślnym wyprodukowaniu dużych ilości tych gwintowanych wiązek TMC przystąpili do badania właściwości swoich nowych nanoprzewodów. Analizując rezystywność jako funkcję temperatury, wykazali niezbicie, że poszczególne wiązki zachowują się jak metal, a zatem przewodzą prąd. Zgodziło się to z symulacjami komputerowymi, a także pokazało, jak dobrze uporządkowane były struktury. Co ciekawe, odkryli, że ta struktura była nieco inna niż masowe partie wiązek nanowłókien, ponieważ interkalowane rzędy powodowały, że każde nanowłókno obracało się nieznacznie wokół własnej osi. Technika zespołu nie ogranicza się tylko do indu i tellurku wolframu, ani do tej konkretnej struktury. Mają nadzieję, że ich praca może zainspirować nowy rozdział w rozwoju nanomateriałów i badaniu ich unikalnych właściwości.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php