Neoweb.nl

Nanodraad ontstaat spontaan

0 Members and 1 Guest are viewing this topic.

Offline admin

  • The Admin
  • *****
  • 582
  • +112/-10
  • Gender: Male
  • Neoweb Technologie Forum
    • www.neoweb.nl
Nanodraad ontstaat spontaan
« on: December 28, 2003, 03:46:33 PM »
Natuurkundigen van het MESA+ Insituut aan de Universiteit Twente hebben bij toeval perfect geordende metallische nanodraden gemaakt met een doorsnede van slechts 1 atoom en lengtes tot wel 1000 atomen. De draden zijn nagenoeg vrij van materiaalfouten, hebben geen knikken en vertonen bij kamertemperatuur duidelijk een metallisch karakter. De nanodraden zijn onderwerp van een publicatie in het decembernummer van Applied Physics Letters.

Het onderzoek werd uitgevoerd door Oguzhan Gurlu, onderzoeker bij de Stichting FOM (Fundamenteel Onderzoek der Materie), natuurkundestudent Omer Adam en UT-medewerker Harold Zandvliet. Zij ontdekten bij toeval dat platina-atomen op een germaniumoppervlak zich na een temperatuurbehandeling boven 725 graden Celsius spontaan ordenen in ééndimensionale nanodraden.

Dergelijke draden zijn bijzonder interessante objecten omdat ze in het algemeen exotische en fysisch aantrekkelijke verschijnselen vertonen, die van breder belang worden naarmate bijvoorbeeld structuren in de micro-elektronica steeds kleiner worden. Door het ééndimensionale karakter van de draden zullen hun fysische eigenschappen dan bepaald worden door de wetten van de quantummechanica.

Er zijn allerlei methoden om nanodraden te maken, maar aan de meeste daarvan kleven nadelen. Onlangs heeft bijvoorbeeld de onderzoeksgroep van Wilson Ho aan de Universiteit van California nanodraden van goudatomen met een lengte van maximaal 20 atomen op een nikkelaluminium oppervlak geproduceerd door de individuele goudatomen bij lage temperatuur één voor één naar de gewenste positie te verslepen. Deze methode is echter erg arbeidsintensief en dus tijdrovend.

De methode van de Twentse onderzoekers leidt tot een oppervlak dat voor een substantieel gedeelte uniform bedekt is met platina nanodraden met een diameter van slechts één atoom en lengtes tot zelfs 1000 atomen. Het unieke van deze nanodraden is dat ze zich op macroscopische schaal spontaan formeren (onder voorwaarde dat de juiste omstandigheden worden gekozen) en bovendien metallisch zijn, vrij van defecten en stabiel bij kamertemperatuur.

Om te onderzoeken of de platina nanodraden ook bij lage temperaturen metallisch blijven zullen de Twentse onderzoekers de afzonderlijke platina nanodraden bij lage temperaturen (tot -269 graden Celsius) bestuderen. De verwachting is namelijk dat sommige ééndimensionale metalen bij lage temperaturen halfgeleidend worden (dit verschijnsel staat bekend als Peierls instabiliteit). Dit is slechts één van de vele vragen die de onderzoekers voor dit systeem hopen te kunnen beantwoorden.


Bronnen: Stichting FOM & kennislink.nl

Hieronder ziet u een illustratie:
Een opname met een scanning tunneling microscoop van een germaniumoppervlak dat gedeeltelijk bedekt is met platina nanodraden (de beeldafmeting is 200 nm bij 200 nm). Detailopnamen van het schone germaniumoppervlak en de platina nanodraden zijn te zien in de inzetten (a) en (b). Het metallische karakter van de nanodraden bleek uit scanning tunneling spectroscopiemetingen (bij kamertemperatuur). In inzet c) is de differentiële geleidbaarheid van het germaniumsubstraat en de platina nanodraden zichtbaar. Het germaniumoppervlak vertoont een (voor een halfgeleider zo karakteristieke) bandgap, terwijl de platina nanodraden elektrische stroom geleiden als in een gewoon metaal. Beeld: Stichting FOM

"The Future Starts Here!"