نانوسيم، يک نانوساختار دو بعدي است و چون دراين ابعاد اثرات کوانتمي مهم هستند اين سيم‌ها، سيم‌هاي كوانتومي نيز ناميده مي‌شوند نانوسيم‌ها براي ساختن مدارات الكتريكي در اندازه‌هاي كوچك استفاده مي‌شوند.
روش‌هاي ساخت
كاربرد
انواع نانوسيم‌ها
روش‌هاي ساخت:
روش‌هاي عمده که براي ساخت نانوسيم‌ها وجود دارد عبارت است از:
با ليتوگرافي يا چاپ روي يک سطح (ليتوگرافي نرم).
با فرآيند رشد شيميايي در يک محيط گازي يا مايع: استفاده از نانوذرات به عنوان کاتاليست اين فرآيند رشد شيميايي را فوق‌العاده بهبود مي‌دهد. در نوعي از اين فرآيند از ذرات کاتاليست متصل به سطح براي رشد نانوسيم‌هاي داراي يک سر متصل به سطح استفاده مي‌شود (اين نانوسيم‌ها لااقل در ابتدا بر سطح عمود هستند).
با خودآرايي براي رشد مستقيم يک نانوسيم‌روي يک سطح (موازي با سطح): اين راهکار آرايه‌هايي از نانوسيم‌ها را مستقيماً بر روي سطح شکل مي‌دهد، که فقط چند نانومتر قطر داشته و ده نانومتر يا کمتر با هم فاصله دارند. با اين حال براي ساخت تماس‌هاي الکتريکي براي اين سيم‌ها به راهکارهاي ديگري نيازمنديم.
نانوسيم‌ها با حكاكي شيميايي سيم‌هاي بزرگتر و يا با بمباران يك سيم بزرگتر توسط ذرات پرانرژي ديگر (اتم يا مولكول) نيز توليد مي شوند
روش ديگر توليد نانوسيم‌ها برجسته‌كردن سطح يك فلز نزديك به نقطه ذوب با استفاده از نوك پروب STM و منقبض كردن آنها است.
براي سنتز نانوسيم روش سنتز بخار مايع جامد (VLS) نيز کاربرد دارد، در اين روش از ذرات تجزيه شده توسط ليزر و يا از محصولات گازي استفاده مي‌كنيم.
كاربرد:
نانوسيم‌ها از فلزات، نيمه‌هادي‌هاي مرسوم همچون سيليکون و گاليم وانواع پليمرها ساخته شده‌اند.
کار روي نانوسيم‌ها هنوز تا حد زيادي در مرحله تحقيق قرار دارد. مشکل اتصالات هنوز بر سر راه کساني است که قصد ساخت قطعات پيچيده تجاري از نانوسيم‌ها را دارند، اما اين ساختارها نسبت به نانولو‌له‌ها از نظر قابليت توليد انبوه حاصل از راهکار خودآرايي رجحان دارند. اگر بتوان ساختارهاي مفيدي را به صورت خودآرايي ايجاد نمود، با موانع توليد تجاري ساختارهاي کارا، که افراد اميدوار به تجاري‌سازي الکترونيک نانولو‌له‌اي با آن مواجهند، روبرو نخواهيم شد. به نظر مي‌رسد نانوسيم‌ها مي‌توانند كه كامپيوترها و ساير دستگاهاي محاسبه‌‌گر كاربر داشته باشند. در راستاي دستيابي به قطعات الکترونيکي نانومقياس پيچيده، براي اتصال‌دهي آنها به سيم‌هاي نانومقياس نياز داريم. علاوه بر اين خود نانوسيم‌ها نيز مي‌توانند مبناي اجزاي الکترونيکي همچون حافظه باشند.
علاوه بر مواد فلزي و نيمه رسانا، ساخت نانوسيم از مواد آلي نيز تحت بررسي مي‌باشد. اخيراً ماده‌اي موسوم به اليگوفنيلين وينيلين موجب اميدواري شده است.
هنگام استفاده از نانوسيم‌ها، بايد توجه داشت که مقايسه آن با سيم‌کشي بزرگ‌مقياس گمراه کننده باشد. برخي نانوسيم‌ها يک رفتار رسانايي کاملاً غيرکلاسيک را نشان مي‌دهند. اين نانوسيم‌ها شامل نانولو‌له‌هاي کربني فلزي (رسانا) و برخي از نانوسيم‌هاي نيمه‌رسانا مي‌شوند که توسط گروه چارلز ليبر در هاروارد توسعه يافته‌اند. آنها رساناهاي پرتابه‌اي ناميده مي‌شوند (چون الکترونهاي گذرنده از سيم بسيار شبيه گلو‌له پرتاب شده در لو‌له تفنگ‌اند). اولين مشخصه يک رساناي پرتابه‌اي ثابت بودن مقاومت آن نسبت به طول است، که با رسانايي عادي در الکترونيک روزمره ما- که مقاومت متناسب با طول افزايش مي‌يابد- متفاوت است.
رسانايي نانوسيم‌ها در حالتي که بين دو الكترود قرار مي‌گيرد بررسي مي‌شود، رسانايي اين تركيبات به ابعاد آنها وابسته است.
نانوسيم‌ها شكل‌هاي ويژه‌اي دارند. بعضي اوقات اشكال غير كريستالي ودر برخي مواردحالت مارپيچي به خود مي‌گيرند. عدم كريستالي بودن آنها به دليل يك بعدي بودنشان است.
همچنين نانوسيم‌ها به دليل طبيعت خواص الکتريکي خود که در حضور مواد خاص دچار تغيير مي‌شوند، قابليت استفاده به صورت سنسور را دارند.
نانوسيم‌ها را مي‌توان در ساخت غشاهاي جداسازي گازها و سيستم‌هاي ميکروآناليز، توليد سيستم‌هاي ميکروالکترومکانيکي سراميکي و تجهيزات آشکارسازي امواج راديويي به کار برد. ديودهاي نورافشان نانومقياس به سادگي از تقاطع دو نوع نانوسيم ايجاد شده‌اند. يک ليزر ابتدايي از نانوسيم‌هاي اکسيد روي ساخته شده است (که البته آنها را نانوالياف نيز مي‌توان ناميد). همچنين قابليت نانوسيم‌هاي فلزي در قطعات قابل تنظيم مايکروويو نشان داده شده است.
انواع نانوسيم‌ها :
اين نانو ساختارها به خاطر خواصي كه دارند نويدبخش كارايي زياد در قطعات الكترونيكي مي‌باشند.
نانو سيم‌هاي آلي:
نانو سيم‌هاي آلي همانطور که از نامشان پيداست از ترکيبات آلي بدست مي‌آيند ويژگي اين سيم‌ها نظير رسانايي، مقاومت و هدايت گرمايي به ساختار مونومر و طرز آرايش آن بستگي دارد.
نانوسيم‌هاي نيمه‌هادي :
نانوسيم‌هاي نيمه‌هادي از روش‌هاي ذکر شده در بخش نانوسيم‌ها تهيه مي‌شوند. ساختار شيميايي اين تركيبات باعث بوجود آوردن خواص جالب توجه‌اي مي‌گردد.
0 نظر:
ارسال یک نظر