Pękanie problemu masowo produkowanych połączeń molekularnych

Co kradnie prąd i rozładowuje akumulator w samochodzie - pobór prądu na postoju | ForumWiedzy (Lipiec 2019).

Anonim

Elektrody nanogapowe, w zasadzie pary elektrod z odstępem o wielkości nanometrowej, przyciągają uwagę jako rusztowania do badania, wykrywania lub wiązania cząsteczek, najmniejszych stabilnych struktur występujących w przyrodzie. Do tej pory było to realizowane za pomocą powszechnych metod mechanicznie sterowanych połączeń zerwanych, skanujących tunelowych mikroskopijnych złączy przerwanych lub elektro-migrowanych złączy przerwanych. Te techniki nie są jednak użyteczne w przypadku aplikacji ze względu na brak skalowalności. Zespół z TU Delft we współpracy z naukowcami z Królewskiego Instytutu Technologicznego KTH w Szwecji opracował nowy sposób wytwarzania połączeń molekularnych.

Naukowcy rozpoczęli od osadzenia cienkiej warstwy kruchego azotku tytanu (TiN) na płytce krzemowej (patrz rysunek). Następnie małe złote druty można odłożyć na wierzchu kruchej TiN. Naukowcy zaobserwowali, że folia TiN znajduje się pod wysokim obciążeniem rozciągającym ze względu na proces produkcji. W konsekwencji, po oderwaniu warstwy azotku tytanu od podłoża leżącego pod nim w procesie zwanym trawieniem uwalniającym, tworzą się małe pęknięcia, które uwalniają odkształcenie - podobne do pęknięć, które czasami tworzą się w szkle garncarskim.

Ten proces pękania jest kluczem do nowej metody wytwarzania złącz. Złote druty przebiegające przez pęknięcia są rozciągane i ostatecznie pękają. Luki w złotych przewodach, które w ten sposób się pojawiają, są tak małe jak pojedyncza cząsteczka. Ponadto wymiary tych połączeń można kontrolować kontrolując odkształcenie w TiN przy użyciu konwencjonalnej technologii mikroprzetwarzania. Ponadto naukowcom udało się połączyć pojedyncze cząsteczki z złotymi drutami z przerwami, aby zmierzyć ich przewodność elektryczną.

Ta nowatorska technologia może być wykorzystywana do tworzenia połączeń molekularnych w skalowalny sposób - umożliwiając produkcję milionów równolegle. Metodologia może zostać rozszerzona na inne klasy materiałów poprzez zastąpienie złota jakimkolwiek materiałem elektrodowym, który wykazuje interesujące właściwości elektryczne, chemiczne i plazmoniczne do zastosowań w elektronice molekularnej i spintronice, nanoplazmozie i biosensowaniu.

menu
menu