Все новости

В России разработали технологичный и масштабируемый метод определения структуры нанотрубок

Углеродные нанотрубки активно исследуются в последние три десятилетия и могут применяться в различных областях науки и техники: в материаловедении, физике, электронике и многих других

МОСКВА, 21 марта. /ТАСС/. Российские физики разработали метод для определения электронных состояний углеродных нанотрубок, что поможет точно определять ширину так называемой запрещенной зоны нанотрубок, которая является ключевой характеристикой для разработки любых электронных устройств на их основе. Результаты работы опубликованы в журнале Applied Physics Letters, сообщила в понедельник пресс-служба Московского физико-технического института (МФТИ).

"Уникальность свойств углеродных нанотрубок связана с шириной запрещенной зоны, которая определяет полупроводниковые либо металлические свойства нанотрубки. На данном этапе развития технологий пока не придуман хороший способ выращивать углеродные нанотрубки с заранее известной шириной запрещенной зоны. Российские ученые предложили технологичный (то есть хорошо совместимый с современными технологиями изготовления электронных устройств) и масштабируемый метод", - говорится в сообщении.

Углеродные нанотрубки активно исследуются в последние три десятилетия и могут применяться в различных областях науки и техники: в материаловедении, физике, электронике и многих других. Углеродную нанотрубку можно рассматривать как свернутый в трубку лист графена. Уникальность их свойств связана с тем, что от того, каким конкретно образом этот лист был свернут в трубку, зависит ширина запрещенной зоны, которая определяет полупроводниковые либо металлические свойства нанотрубки.

Ширина запрещенной зоны - это основная характеристика полупроводников, которая, в первую очередь, определяет возможности их применения. Однако в процессе синтеза могут вырастать углеродные нанотрубки с различной шириной запрещенной зоны и даже вообще без нее. Чтобы определять ширину запрещенной зоны и конкретный вид распределения электронов по энергии, для каждой отдельной трубки традиционно использовалась туннельная спектроскопия при помощи туннельного микроскопа. Этот метод имеет ряд недостатков: он неточный, дорогой и нетехнологичный.

В новой работе ученые предложили новый, технологичный и масштабируемый метод. Для этого исследователи изготовили туннельный контакт - это контакт с очень высоким электрическим сопротивлением. Металл контакта не напрямую связан с трубкой, а через тонкий слой диэлектрика. Диэлектрик создает туннельный барьер - энергетическую стену, которая препятствует переносу носителей заряда.

"Классическая" частица не может преодолеть такой барьер, но квантовая механика "позволяет" электрону проводимости или "дырке" пройти сквозь такой барьер, то есть "протуннелировать". Важно, что вероятность "туннелирования" пропорциональна плотности состояний в исследуемом объекте. Благодаря этому свойству туннельный контакт позволяет сканировать распределение электронов по энергии в трубке", - отметил один из авторов исследования Яков Матюшкин, слова которого приводятся в сообщении.

Теги