Easy Bug
17th December 2011, 05:15 PM
پژوهشگران دانشگاه كاليفرنيا با همكاري همتايان خود درآزمايشگاه ملي لورنس بركلي و دانشگاه رايس روشي ارائه كردند كه با آن نانولوله‌هاي نيتريد بور را از وسط شكاف داده و نانوروبان‌هاي نيتريد بور عاري از آسيب با ضخامت و طول يكنواخت توليد كردند. نانوروبان‌هاي نيتريد بور داراي خواص مغناطيسي و الكترونيكي متنوع بوده كه كاربردهاي بسياري دارد.
نانوروبان‌ها تك بلورهاي دوبعدي هستند ( يعني ضخامتي به اندازه يك اتم دارند) كه طولي در حد چند ميكرون اما پهنايي كم در حد كمتر از چند صد نانومتر دارند. نانوروبان‌هاي گرافني كه از كربن ساخته شده‌اند قادرند الكترون را با سرعت بيشتر از سيليكون از خود عبور دهند. نانولوله‌هاي نيتريد بور علاوه‌بر مزاياي فوق، داراي خواص مغناطيسي، نوري و الكترونيكي نيز هستند.
الكس زتل، از محققان اين پروژه، مي‌گويد تحقيقات نظري زيادي انجام شده است كه نشان مي‌دهد نانوروبان‌هاي نيتريد بور ممكن است خواص فرومغناطيس يا ضدفرومغناطيس از خود نشان دهد همچنين مي‌تواند انتقال اسپين پلاريزه كه هم فلزي و هم نيمه‌رسانا است، از خود نشان دهد.
الكس زتل مي‌افزايد خواص ويژه نانوروبان‌هاي نيتريد بور يكي از علايق محققان بوده و از آن مي‌توان در فناوري‌هاي مختلف نظير اسپين‌ترونيك، فتوالكترونيك استفاده كرد. با اين حال توليد انبوه اين ماده با كيفيت بالا چالش بزرگي محسوب مي‌شود.
براي سنتز اين ماده، الكس زتل و همكارانش از روشي موسوم به جا زدن استفاده كردند. در اين روش يك نوع اتم يا مولكول در ميان اتم‌ها يا مولكول‌هايي از نوع ديگر قرار مي‌گيرد. جيمز تور و همكارانش در دانشگاه رايس نشان دادند كه با جا زدن پتاسيم در نانولوله‌هاي كربني مي‌توان اين ماده از ميان شكافت. با اكتساب اين نتيجه، جيمز تور و الكس زتل وارد همكاري مشترك شدند تا با استفاده از اين راهبرد نانولوله‌هاي نيتريد بور را بشكافند.
مكانيسم كار به اين شكل است كه ذرات پتاسيم كه درون نانولوله قرار دارد در محل خود شروع به رشد مي‌كنند و اين رشد به قدري پيش مي‌رود كه در نهايت موجب شكسته شدن پيوندهاي نانولوله شده و پس از آن ساختار نانولوله از هم باز مي‌شود.
با استفاده از اين سيستم مي‌توان نانوروبان‌هايي با پهناي يكنواخت در حد 20 نانومتر توليد كرد. اين نانوروبان‌ها داراي كمترين آسيب بوده و از كيفيت بالايي برخوردارند. اين تيم تحقيقاتي در حال حاضر روي روش‌هاي توليد مختلف كار مي‌كنند.
نانوروبان‌ها تك بلورهاي دوبعدي هستند ( يعني ضخامتي به اندازه يك اتم دارند) كه طولي در حد چند ميكرون اما پهنايي كم در حد كمتر از چند صد نانومتر دارند. نانوروبان‌هاي گرافني كه از كربن ساخته شده‌اند قادرند الكترون را با سرعت بيشتر از سيليكون از خود عبور دهند. نانولوله‌هاي نيتريد بور علاوه‌بر مزاياي فوق، داراي خواص مغناطيسي، نوري و الكترونيكي نيز هستند.
الكس زتل، از محققان اين پروژه، مي‌گويد تحقيقات نظري زيادي انجام شده است كه نشان مي‌دهد نانوروبان‌هاي نيتريد بور ممكن است خواص فرومغناطيس يا ضدفرومغناطيس از خود نشان دهد همچنين مي‌تواند انتقال اسپين پلاريزه كه هم فلزي و هم نيمه‌رسانا است، از خود نشان دهد.
الكس زتل مي‌افزايد خواص ويژه نانوروبان‌هاي نيتريد بور يكي از علايق محققان بوده و از آن مي‌توان در فناوري‌هاي مختلف نظير اسپين‌ترونيك، فتوالكترونيك استفاده كرد. با اين حال توليد انبوه اين ماده با كيفيت بالا چالش بزرگي محسوب مي‌شود.
براي سنتز اين ماده، الكس زتل و همكارانش از روشي موسوم به جا زدن استفاده كردند. در اين روش يك نوع اتم يا مولكول در ميان اتم‌ها يا مولكول‌هايي از نوع ديگر قرار مي‌گيرد. جيمز تور و همكارانش در دانشگاه رايس نشان دادند كه با جا زدن پتاسيم در نانولوله‌هاي كربني مي‌توان اين ماده از ميان شكافت. با اكتساب اين نتيجه، جيمز تور و الكس زتل وارد همكاري مشترك شدند تا با استفاده از اين راهبرد نانولوله‌هاي نيتريد بور را بشكافند.
مكانيسم كار به اين شكل است كه ذرات پتاسيم كه درون نانولوله قرار دارد در محل خود شروع به رشد مي‌كنند و اين رشد به قدري پيش مي‌رود كه در نهايت موجب شكسته شدن پيوندهاي نانولوله شده و پس از آن ساختار نانولوله از هم باز مي‌شود.
با استفاده از اين سيستم مي‌توان نانوروبان‌هايي با پهناي يكنواخت در حد 20 نانومتر توليد كرد. اين نانوروبان‌ها داراي كمترين آسيب بوده و از كيفيت بالايي برخوردارند. اين تيم تحقيقاتي در حال حاضر روي روش‌هاي توليد مختلف كار مي‌كنند.