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新线:由碲和纳米管制成的纳米线有望笕美和子成为可穿戴技术

纳米技术 2022-02-27 23:58:08

密歇根技术大学艾利森·米尔斯 包裹在氮化硼纳米管中的碲可以薄至2纳米,其载流能力胜过其他现有的半导体

学分:德克萨斯大学达拉斯/王清筱分校和穆恩·金 可穿戴技术和电子布可能是未来的发展方向,但要实现这一目标,布线需要坚固、灵活和高效

密歇根理工大学的物理学家研究了氮化硼纳米管,它像一根稻草一样包住碲原子链,可以通过光和压力来控制

该团队与来自普渡大学、华盛顿大学和达拉斯德克萨斯大学的研究人员合作,本周在《自然电子》杂志上发表了他们的发现

随着对更小、更快的设备需求的增长,科学家和工程师们开始转向那些在现有材料失去作用或收缩不足时仍能发挥作用的材料

对于可穿戴技术、电子布或可以覆盖在杯子、桌子、宇航服和其他材料表面的超薄设备,研究人员已经开始调整纳米材料的原子结构

他们测试的材料需要随着人的移动而弯曲,但不能完全弯曲或折断,也不能在不同的温度下保持不动,但仍能提供足够的能量来运行用户期望从他们的台式机和手机中获得的软件功能

我们还没有完全掌握现有的或初步的技术

正如纳米结构中的“管”所暗示的那样,氮化硼纳米管中间是中空的

它们高度绝缘,像奥林匹克体操运动员一样强壮柔韧

这使得它们成为与另一种具有巨大电学前景的材料——碲配对的很好的候选材料

碲原子链串成原子厚的链,是非常细的纳米线,穿过硼氮纳米管的中空中心,成为一根具有巨大载流能力的细线

“没有这件绝缘外套,我们就无法将信号从原子链中分离出来

现在我们有机会回顾他们的量子行为,”雅普说

“这是第一次有人创建了一个所谓的封装原子链,在这里你可以实际测量它们

我们的下一个挑战是使氮化硼纳米管更小

" 裸露的纳米线是一种松散的大炮

控制它的电行为——或者仅仅理解它——在它与逃逸的电子疯狂接触的时候是最困难的

碲纳米线是一种类似于硒和硫的非金属,有望揭示出与块状碲不同的物理和电子性质

研究人员只是需要一种分离它的方法,而这种方法现在已经被BNNTs提供了

研究人员发现,当一种物质被压缩成一串原子时,会形成一个类似脱氧核糖核酸的螺旋,如图中粉红色的线所示,包裹在纳米管中

学分:普渡大学/派-廖莹 “这种碲材料真的很独特

普渡大学的首席研究员叶培德说:“它制造了一种功能性晶体管,有可能成为世界上最小的晶体管。”他解释说,研究小组通过达拉斯德克萨斯大学的透射电子显微镜惊讶地发现,这些一维链中的原子会摆动

“硅原子看起来很直,但这些碲原子像一条蛇

这是一种非常原始的结构

" 碲-BNNT纳米线创造了只有2纳米宽的场效应晶体管;目前市场上的硅晶体管宽度在10到20纳米之间

新纳米线的载流能力达到1

5x10^8 cm2,它也击败了大多数半导体纳米线

封装后,研究小组评估了纳米管中碲原子链的数量,并观察了以六边形模式排列的单束和三束碲原子链

此外,碲填充纳米线对光和压力敏感,这是未来电子学的另一个有前途的方面

该团队还将碲纳米线包裹在碳纳米管中,但由于碳的导电或半导电性质,它们的性质无法测量

虽然碲纳米线被捕获在硼氮纳米管中,就像罐子里的萤火虫,但大部分谜团仍然存在

在人们开始穿碲t恤和镶有BNNT的靴子之前,这些原子链的特性需要在它作为可穿戴技术和电子布的全部潜力实现之前进行描述

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