Ingenieurs laten zich inspireren door de vorm van sushi om miniatuurelektronica te maken

Ingenieurs creëren meestal heterostructuren om nieuwe apparaateigenschappen te verkrijgen die voor één apparaat niet beschikbaar zijn

materiaal.Heterostructuur is een term in de halfgeleiderfysica die een gelaagde structuur aanduidt van verschillende halfgeleiders die op een substraat zijn gegroeid, waarbij de bandafstand doorgaans verschilt. Tussen twee verschillende materialen ontstaat een zogenaamde heterojunctie, waarbij een verhoogde concentratie van dragers mogelijk is, en daarmee de vorming van een gedegenereerd tweedimensionaal elektronengas.

Dergelijke structuren worden vastgehouden door krachtenVan der Waals is een 2D materiaalbeeld. Lagen in heterostructuren worden op elkaar gestapeld, als legoblokken. De van der Waals-kracht - de aantrekkingskracht tussen ongeladen moleculen of atomen - houdt materialen bij elkaar.

Volgens wetenschappers verschilt de nieuwe eendimensionale Van der Waals-heterostructuur van andere die tot nu toe door ingenieurs zijn gemaakt.

Onderzoekers beschrijven het als een stapel tweedimensionaalgelaagde materialen gerold tot een perfecte cilinder. “2D-materialen komen met elkaar in contact in de gewenste verticale heterostructuurvolgorde. U hoeft zich geen zorgen te maken over hun zijranden - ze zijn allemaal opgerold, zoals in een sushirol. Dit is belangrijk voor het maken van ultrakleine apparaten ”, legt Vladisla Rotkin, een van de auteurs van het werk, professor techniek en mechanica aan de Universiteit van Pennsylvania uit.

De studie gaat ervan uit dat alle 2D-materialenkunnen in deze eendimensionale heterostructurele cilinders - heteronanotubes - worden gerold. Wetenschappers van de Universiteit van Tokio hebben onlangs heteronanotube-elektroden gefabriceerd en aangetoond dat deze ondanks zijn grootte als een extreem kleine, krachtige diode kan werken.

Bedenk dat diodes het belangrijkste type apparaten zijn,gebruikt in opto-elektronica. Ze vormen het hart van fotodetectoren, zonnecellen, lichtgevende apparaten en meer. In de elektronica worden diodes gebruikt in verschillende gespecialiseerde circuits. Hoewel het belangrijkste elektronica-element een transistor is, kunnen twee met elkaar verbonden diodes ook als schakelaar dienen.

Dit opent een potentieel nieuwe klasse van materialen voor miniatuurelektronica.

Discovery haalt apparaattechnologie uit2D-materialen naar een hoger niveau, benadrukken wetenschappers. De nieuwe manier van werken met heterostructuren maakt het mogelijk om zowel elektronische als opto-elektronische apparaten van een nieuwe generatie te maken.

Lees verder

Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?

Zeeslakken snijden hun hoofd af om een ​​nieuw lichaam te regenereren

Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen