A lengyel-kínai csapatnak sikerült megszereznie valamit, ami a fizikusok számára eddig nem volt nyilvánvaló: egy nem hagyományos félvezető anyagból, hanem fém nanorészecskékből álló tranzisztort. Az ilyen tranzisztoroknak ellenállóaknak kell lenniük a hajlítással, a vízzel és a szikrákkal szemben, és festékként kell őket alkalmazni.

A tranzisztorokat általában használják a mindennapi eszközökben - például integrált áramkörökben vagy processzorokban találhatók. Irányíthatják az elektromos töltések áramlását - például felerősítenek egy jelet vagy kapcsolóként működnek. Eddig a tranzisztorok felépítéséhez félvezető anyagok kellettek - pl. Germánium, szilícium, gallium-nitrid, szilícium-karbid. A félvezetők ún sávszerkezet - vezetési sávok vannak bennük, amelyeknek köszönhetően az áram nem áramlik rajtuk olyan nyilvánvalóan, mint például a fémeken keresztül. Az áramlás pedig modulálható.

Most a prof. Vezette csapat Bartosz Grzybowski (IPC PAS és koreai UNIST) és prof. Yonga Yana (a Kínai Tudományos Akadémia Egyeteme) megmutatta, hogyan lehet tranzisztort készíteni fém nanorészecskékből - pontosabban a megfelelő elektromos töltésű ligandumokhoz tapadt arany nanorészecskékből. Az eredmények a "Nature Electronics" (https://www.nature.com/articles/s41928-020-00527-z).

„Megmutatjuk, hogy nem egy hagyományos félvezető, hanem egy fém felhasználásával készíthet tranzisztort és integrált áramkört. És ez a fizikusok számára meglehetősen nyilvánvaló volt - mosolyog prof. Grzybowski. És hozzáteszi, hogy a fémek félvezetőként viselkedhetnek mindaddig, amíg a nanoméretnél történik - és nem ún. Coulomb blokád, és a kemoelektronika terén elért eredményeknek köszönhetően - ez egy viszonylag új ismeretterület.

"Bár az anyag fém, a körülötte mozgó ionok helyi elektromos tereket hozhatnak létre, és a félvezetőkhöz hasonló hatásokat okozhatnak" - mondja Prof. Bartosz Grzybowski.

A tudós kifejti, hogy ez a megoldás új lehetőségeket nyithat meg a tranzisztoros alkalmazások számára. A hagyományos félvezetőkből készült tranzisztorok nem voltak ellenállóak a hajlítással, a nedvességgel és az elektromos kisülésekkel szemben, ezeket vákuumban kellett a felületre felhordani, és magukat a félvezetőket is magas hőmérsékleten kellett kristályosítani (pl. A Czochralski-folyamatban).

- És a tranzisztorunk hajlítható és rendben lesz. Vagy nedves légkörbe merülve, vagy erős elektromos kisüléseknek kitéve, és tovább fog működni, mert a nedvesség kedvez neki, és a szikrák nem károsítják. Nagyon keményen lebomlik "- véli prof. Grzybowski.

Hozzáteszi, hogy az arany nanorészecskék, amelyekből a tranzisztort készítik, vízben és alkoholban oldódnak. "Egyszer még vodka elektronikának akartam nevezni" - nevet a kutató.

Kifejti, hogy a rétegek felvitele egyszerű: abból áll, hogy nanorészecskékkel keveréket veszünk és a felszínre öntjük. Az oldószer elpárolog, és egy vékony nanorészecskeréteg tapad a felületre. A tranzisztor megépítése kissé úgy fest, mint festékkel festeni. Ehhez nincs szükség vákuumra vagy magas hőmérsékletre.

A vegyész rámutat, hogy egy ilyen megoldás valószínűleg nem fogja felváltani a számítógépek hagyományos félvezető processzorait, de egyes alkalmazásokban érdekes alternatíva lehet a hétköznapi elektronikával szemben. Az új tranzisztorok alkalmazhatók például víz alatti alkalmazásokban vagy maró környezetben. Ezenkívül a tudós szerint ezek a rendszerek talán érzékelőként is használhatók bizonyos vegyi anyagokhoz. "Az ilyen nanorészecskék oldat jelenlétében kimutathatják a mérgező anyagokat, és elektromos jellé alakíthatják őket" - véli.

Egy korábbi művében A tudomány fejlődése A tudósok bemutatták, hogyan lehet logikai áramköröket létrehozni ugyanazokból az elektromosan töltött arany nanorészecskékből - ők építettek például rádiót. Nanorészecskék dolgoztak ott, többek között antennaként az elektromos jeleket hanggá alakító elem. Most egy lépéssel tovább mentek, és megmutatták, hogyan lehet tranzisztort és integrált áramkört készíteni arany nanorészecskékből.

Arra a kérdésre, hogy az arany nanorészecskék túl drágák-e, azt mondja: „A tranzisztorban szükséges rétegek mikron vastagságúak. Ez azt jelenti, hogy néhány gramm arany valószínűleg elegendő lenne számunkra például egy teljes lakás lefestésére. "

És elmagyarázza, hogy valószínűleg más fém nanorészecskék felhasználásával is lehet majd tranzisztort építeni, de az arany nanorészecskék tartósak és nem mérgezőek. Csapata pedig már több mint egy évtizede dolgozik rajtuk (Grzybowski professzor csapata tavaly megmutatta) Természet nanotechnológiahogy a töltött arany nanorészecskék - kissé eltérő felépítésűek, mint a tranzisztorok - hasznosak lehetnek a rákos sejtek szelektív leküzdésében).

"Bemutatjuk, hogyan lehet az arany nanorészecskéket átalakítani, amelyeken évek óta dolgozunk, hogy az elektronikát ne félvezetőkön, hanem fémeken alapítsuk, és az elektronikát áthatolatlanná tegyük a különféle ellenséges ingerekre" - összegzi.

PAP - Tudomány Lengyelországban, Ludwika Tomala

Forrás és fotók: Tudomány Lengyelországban


Teljesen őrült az okos miatt. Ha megjelenik valami új, azt át kell adni és tesztelni kell. Szereti a működőképes megoldásokat, és utálja a haszontalan eszközöket. Az álma az, hogy Lengyelországban (és később a világon és a Marson 2025-ben) a legjobb intelligens portált építse.

A SmartMe lengyel csoportja, a Smart Home

A SmartMe lengyel Xiaomi csoportja

SmartMe promóciók

Kapcsolódó hozzászólások

Szólj hozzá!

E-mail címed nem kerül nyilvánosságra. Fields be kell fejezni vannak jelölve * *

kettő × egy =