Это достигается путём варьирования времени осаждения аэрозольных частиц, содержащих легирующие элементы
Ученые из «Сколтеха» и их коллеги разработали методику, которая
позволяет очень тонко менять оптические и электронные свойства
нанотрубок, покрывая их различными легирующими составами.
Сообщает РИА Новости. Первые итоги опытов с ними были
представлены в Journal of Physical
Chemistry Letters.
«Наш метод позволяет легко настраивать проводимость, положение
уровня Ферми и другие параметры для плёнок из однослойных
углеродных нанотрубок. Всё это достигается путём варьирования
времени осаждения аэрозольных частиц, содержащих легирующие
элементы», – рассказывает Алексей Цапенко, аспирант «Сколтеха».
С момента открытия углеродных нанотрубок в 1991 году ученые
считали, что их ожидает большое будущее в современной
промышленности. У них есть множество полезных свойств – они
хорошо проводят тепло и ток, отличаются высокой прочностью и
механической устойчивостью. Но первые же опыты показали, что
нанотрубки очень сложно использовать на практике из-за их малых
размеров и сложностей в их соединении и сплетении в единые
волокна.
Большие проблемы, как обнаружили ученые, создает и то, что
характеристики нанотрубок резким образом меняются при увеличении
их диаметра или повышении числа слоев внутри них. По этой причине
большая часть наноматериалов изготавливаются из нанотрубок
конкретной толщины и длины, и ошибки при их выращивании часто
делают подобную продукцию бесполезной.
На этом, как отмечают Цапенко и его коллеги, обработка нанотрубок
не заканчивается. Для их применения в электронике, сочетающей в
себе как световые, так и электрические компоненты, необходимо
очень четко задать их электрическую проводимость и
полупроводниковые свойства, что для чистого углеродного материала
сделать достаточно затруднительно.
«На данный момент для увеличения проводимости нанотрубок наиболее
часто используют один из трёх методов нанесения легирующих
элементов: прокапывание, раскрутка или погружение в раствор. Хотя
эти методы и позволяют снизить сопротивление плёнок из нанотрубок
примерно в 15 раз, они обладают рядом недостатков, среди которых
– пространственная неоднородность и сложность масштабирования», —
объясняет Цапенко.
Цапенко и его коллеги по «Сколтеху», а также физики из Финляндии
и Эстонии, создали новую методику обработки нанотрубок, которая
позволяет очень равномерно и точно наносить легирующие составы на
неограниченно большое количество нанотрубок.
Для осуществления этой операции необходимо достаточно простое
устройство, порождающее поток из микроскопических капелек спирта,
содержащих в себе соли золота или других веществ, которыми
планируется «покрасить» углеродные наночастицы. Если пропустить
через него струю сжатого воздуха и направить ее на пленки из
нанотрубок, они равномерно покроются этим раствором.
После того, как обработка материала заканчивается, капли
высыхают, и на поверхности трубок возникает слой из соединений
золота или других легирующих веществ с четко выверенной толщиной.
Благодаря этому ученые смогли понизить сопротивление пленок в 25
раз и улучшить их полупроводниковые характеристики, не сильно
уменьшив их прозрачность и прочие оптические свойства.
Схожим образом, по словам Цапенко, можно обрабатывать и другие
наноматериалы, а также встраивать в них наночастицы из золота и
других металлов, интересным образом меняющие их свойства. Все эти
опыты, как надеются ученые, ускорят создание «компьютеров
будущего» и помогут сделать их более быстрыми и экономичными.
Источник: ria.ru
