Tranzystorowe Technologie Przyszłości

Nanorurki węglowe…

Czym są:

Kolejnymi bardzo interesującymi tworami ze znanego nam „nanoświata" są nanorurki weglowe. Węgiel jest jedną z najlepiej znanych substancji, lecz gdy pod koniec lat 80. panowało przekonanie, że wiemy już praktycznie wszystko o nim, zaskoczył nas i po raz kolejny znalazł się w centrum uwagi. W 1991 roku Sunoi Iijima badając fulereny odkrył, że podczas ich wytwarzania tworzą się cienkie i bardzo długie twory wydrążone w środku.

Są nimi właśnie nanorurki węglowe, twory bardzo fascynujące naukowców ze względu na ich bardzo ciekawe właściwości fizyczne. Są wytrzymalsze ponad 20-krotnie od stali, przewodzą lepiej i wytrzymują większe prądy od miedzi. Mogą mieć zaledwie 0,6-1,8 nm średnicy i dochodzić do długości 100 części milimetra. Ze względu na te, i inne, bardzo ciekawe właściwości są one przedmiotem badań wielu naukowców.

Różne rodzaje nanorurek: a) nanorurki fotelowe b) nanorurki zygzakowate c) nanorurki chiralne (skręcone)

Nanorurki występują w postaciach jednościennych albo wielościennych, oraz w wyżej wymienionych rodzajach. Każda z owych odmian ma inne właściwości fizyczne, co daje bardzo duże pole do popisu konstruktorom i inżynierom.

Różne rodzaje nanorurek: lewo i prawo – nanorurki wielowarstwowe, środek - nanorurka jednowarstwowa

Jak się wytwarza:

Najbardziej powszechnym sposobem otrzymywania nanorurek jest tak zwana metoda elektrołukowa, która korzysta z aparatury przedstawionej poniżej:

Schemat układu do wytwarzania nanorurek metodą elektrołukową.

Polega ona na wytworzeniu na tyle silnego łuku elektrycznego między dwoma grafitowymi elektrodami, aby płynący prąd powodował ich odparowanie. W wyniku tego tworzą się jedno- i wielościenne nanorurki węglowe. Zasadnicza wadą tej technologii jest to, że jest bardzo energochłonna oraz produkcji nie można przeprowadzać w sposób ciągły (w końcu trzeba wymienić odparowane elektrody grafitowe).

Zastosowanie

Ze względu na bardzo ciekawe właściwości fizyczne, w wielu miejscach na świecie prowadzi się pracę nad różnymi zastosowaniami w przemyśle. Jednym z pomysłów jest zastosowanie nanorurek jako ścieżek w układach elektronicznych. Ze względu na swoją niewielką średnicę, znaczną w nanoskali długość, niski opór oraz bardzo dużą wytrzymałość prądową pozwolą one na znaczą miniaturyzację układów scalonych, jak i znacznie ograniczą ilość wydzielanego przez nie ciepła. Drugim z aktualnie opracowywanych zastosowań jest wykorzystanie nanorurek do konstrukcji tranzystorów.

Schematyczne przedstawienie tranzystora opartego na nanorurce.

Jak widać przedstawiony tranzystor niewiele różni się od przedstawionego wcześniej, którego budowa oparta była na nanodrucie. Niemniej jednak odmienne właściwości fizyczne, głównie fakt że mogą one mieć do około 10-krotnie mniejszą średnicę niż nanodruty, powodują że warto pracować również nad wykorzystaniem nanorurek węglowych do produkcji tranzystorów.

Jeden z pierwszych układów scalonych z wykorzystaniem nanorurki

• « pierwsza
• ‹ poprzednia
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• następna ›
• ostatnia »