ТАСС, 29 апреля. Российские ученые выяснили, что возникающие в ответ на механические воздействия дефекты нанотрубок, которые ранее считали побочными эффектами, позволяют использовать их как компоненты энергонезависимых запоминающих устройств. Результаты работы опубликовал Journal of Materials Chemistry C, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда.
Углеродные нанотрубки представляют собой полые цилиндры до десятков нанометров в диаметре (в 1000 раз тоньше человеческого волоса). Они состоят из атомов углерода, расположенных в форме сот. Специалисты считают эти нанотрубки перспективным материалом для наноэлектронных элементов транзисторов и сенсоров. Но пока их применение ограничено, так как некоторые электрические свойства нанотрубок значительно изменяются при внешних механических или электромагнитных воздействиях.
"Проведенные исследования позволяют предположить, что управление дефектностью углеродных нанотрубок позволит расширить их использование во всех обозначенных направлениях наноэлектроники", – рассказала Марина Ильина, руководитель проекта, доцент Южного федерального университета Марина Ильина.
Ученые в лабораторных условиях вырастили экспериментальные образцы углеродных нанотрубок. Они установили, что нанотрубки многослойны и имеют дефекты, внешне напоминающие поперечные кольца на стебле бамбука. Эти дефекты оказались причиной нарушения симметрии, что, в свою очередь, привело к возникновению поляризации и изменению проводимости материала.
Полученные нанотрубки демонстрировали аномально высокий пьезоэлектрический потенциал, то есть эффект возникновения поляризации. Авторы работы считают, что это позволяет использовать их в качестве материала для наногенераторов – устройств, которые преобразовывают механические деформации в электрическую энергию. Кроме того, ученые, подавая электрические импульсы на нанотрубки, показали, что это влияет на проводимость – ключевую характеристику для транзисторов.
"Описанные нами аномальные пьезоэлектрические свойства углеродных нанотрубок открывают широкие перспективы их использования для разработки элементов нанопьезотроники, таких как элементы памяти, сенсоры, наногенераторы. В то же время эти эффекты ограничивают их применение в качестве классического полупроводникового материала и металлического проводника в наноэлектронике", – добавила Ильина.