Các nhà khoa học luồn các hàng nguyên tử kim loại vào các bó sợi nano

04/2023/XNUMX (Tin tức Nanowerk) Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tokyo Metropolitan đã luồn thành công các nguyên tử kim loại indi vào giữa các sợi riêng lẻ trong bó sợi nano chalcogenua kim loại chuyển tiếp. Bằng cách ngâm các bó trong khí indi, các hàng nguyên tử có thể di chuyển vào giữa các sợi để tạo ra cấu trúc nano độc đáo thông qua sự xen kẽ. Thông qua các phép đo mô phỏng và điện trở suất, các bó riêng lẻ đã được chứng minh là có các tính chất kim loại, mở đường cho ứng dụng làm dây nano dẻo trong mạch nano. Công việc đã được báo cáo trong (ACS Nano, “Sự xen kẽ Indium pha hơi trong sợi nano van der Waals của dây W6Te6 mỏng nguyên tử”). Hình 1. (a) Cấu trúc tinh thể 3D TMC bao gồm các sợi nano TMC được bao quanh bởi các hàng đơn nguyên tử của một phần tử xen kẽ. ( b ) Kết thúc và xem bên của một sợi nano TMC duy nhất. Chalcogen có màu vàng, các kim loại chuyển tiếp có màu xanh lá cây và nguyên tố xen kẽ có màu tím đậm. (Ảnh: Đại học Tokyo Metropolitan) Dây dẫn nguyên tử của chalcogenua kim loại chuyển tiếp (TMC) là cấu trúc nano bao gồm kim loại chuyển tiếp và nguyên tố nhóm 16 như lưu huỳnh, selen và telua. Chúng có thể tự lắp ráp thành nhiều loại cấu trúc với nhiều chiều khác nhau, đưa chúng trở thành tâm điểm của cuộc cách mạng về vật liệu nano vốn là tâm điểm nghiên cứu mạnh mẽ trong những năm gần đây. Đặc biệt, một lớp cấu trúc 3D TMC đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt, bao gồm các bó sợi nano TMC được liên kết với nhau bằng các nguyên tử kim loại ở giữa các sợi, tất cả tạo thành một mạng có trật tự tốt trong mặt cắt ngang của nó (xem Hình 1). Tùy thuộc vào sự lựa chọn kim loại, cấu trúc thậm chí có thể được tạo ra để trở thành chất siêu dẫn. Hơn nữa, bằng cách làm cho các bó mỏng đi, chúng có thể được tạo thành các cấu trúc linh hoạt dẫn điện: điều này làm cho các cấu trúc nano TMC trở thành ứng cử viên hàng đầu để sử dụng làm hệ thống dây điện trong mạch nano. Tuy nhiên, rất khó để biến những cấu trúc này thành những sợi dài và mỏng cần thiết để nghiên cứu chúng một cách chuyên sâu, cũng như cho công nghệ nano các ứng dụng. Một nhóm do Trợ lý Giáo sư Yusuke Nakanishi và Phó Giáo sư Yasumitsu Miyata dẫn đầu đã nghiên cứu các kỹ thuật tổng hợp cho cấu trúc nano TMC. Trong nghiên cứu gần đây, họ đã chỉ ra rằng họ có thể tạo ra các bó TMC dài và mỏng (không có kim loại) trên các quy mô chiều dài lớn chưa từng thấy. Giờ đây, họ đã sử dụng một phản ứng pha hơi để xâu các hàng nguyên tử indi mỏng thành các bó vonfram Telluride mỏng. Bằng cách cho các bó sợi nano dài của chúng tiếp xúc với hơi indi trong chân không ở nhiệt độ 500 độ C, các nguyên tử kim loại indi đã đi vào khoảng không giữa các sợi nano riêng lẻ tạo thành các bó, tạo thành một hàng indi xen kẽ (hoặc bắc cầu) liên kết các sợi đó cùng nhau. (a) Sơ đồ cấu trúc nguyên tử của cả bó sợi nano vonfram Telluride và cấu trúc xen kẽ cuối cùng, cùng với hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua quét. ( b ) Các sợi nano 3D TMC được tổng hợp trên đế silicon. (Hình ảnh: Đại học Thủ đô Tokyo) Sau khi sản xuất thành công một lượng lớn các bó TMC có ren này, họ đã tiến hành nghiên cứu các đặc tính của dây nano mới của mình. Bằng cách xem điện trở suất là một hàm của nhiệt độ, họ đã chứng minh một cách thuyết phục rằng các bó riêng lẻ hoạt động giống như kim loại và do đó dẫn điện. Điều này phù hợp với các mô phỏng trên máy tính và cũng chứng minh các cấu trúc được sắp xếp hợp lý như thế nào. Thật thú vị, họ phát hiện ra rằng cấu trúc này hơi khác so với các lô sợi nano được bó lại, trong đó các hàng xen kẽ làm cho mỗi sợi nano xoay nhẹ quanh trục của nó. Kỹ thuật của nhóm không chỉ giới hạn ở indium và vonfram Telluride, cũng như cấu trúc đặc biệt này. Họ hy vọng công trình của họ có thể truyền cảm hứng cho một chương mới cho sự phát triển vật liệu nano và nghiên cứu các tính chất độc đáo của chúng.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php