आणविक "डोमिनोज़" के साथ नैनो-तार

आणविक स्व-विधानसभा के लिए समानांतर नैनो-चेन धन्यवाद

Nanowire © Empa
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जैसे ही माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में लघुकरण आगे बढ़ता है, छोटे घटकों के निर्माण में तेजी से मुश्किल होती जाती है। आणविक स्व-संयोजन एक जादू शब्द है जो एक्सप्लोरर दिलों को तेजी से हरा देता है। अब वैज्ञानिकों ने सोने की सतह पर दो कार्बनिक अणुओं को समानांतर श्रृंखलाओं की व्यवस्था करने में सफल बनाने में कामयाबी हासिल की है - नैनो-तारों के लिए।

कुछ समय के लिए, शोधकर्ताओं ने बारी-बारी से क्रम में एक-दूसरे से जुड़ने के लिए कुछ अणुओं को "डिजाइन" किया है और कुछ परिस्थितियों में, जंजीरों को बनाने के लिए, उदाहरण के लिए सतहों पर। यह एक डोमिनोज़ गेम के रूप में सोचा जाना चाहिए - लेकिन एक खिलाड़ी के बिना; पंक्तियाँ स्वयं बनती हैं। बहुत लंबी नहीं, हालाँकि; क्योंकि सतहें - यहां तक ​​कि बेहद चिकनी होती हैं - हमेशा परमाणु स्तर पर अनियमितताएं दिखाती हैं, जैसे कि चरण, जो आणविक श्रृंखलाओं के लिए अकल्पनीय बाधाएं हैं।

और चूंकि उच्च स्तर, जो केवल कुछ परमाणु परतें हैं, आमतौर पर सतह पर यादृच्छिक रूप से वितरित की जाती हैं, आणविक श्रृंखलाएं भी सतह पर खुद को बेहद अनियमित रूप से व्यवस्थित करती हैं। बेशक, धक्कों को केवल स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप के तहत "देखा" या महसूस किया जा सकता है। एक अल्ट्राफाइन टिप, जिस पर एक विद्युत वोल्टेज लागू किया गया था, सतह को स्कैन करता है। यदि टिप सतह के काफी करीब है, तो एक तथाकथित सुरंग चालू प्रवाह। यदि सुई की स्थिति के परिवर्तनशील परिवर्तन द्वारा इसे स्थिर रखा जाता है, तो सतह की स्थलाकृति को दृश्यमान बनाया जा सकता है।

सोने की सतह पर कदम

लेकिन रोमन फसेल और उनके सहयोगियों के बारे में क्या, अगर चरण सभी एक दूसरे के समानांतर, एक लंबी सीढ़ी के रूप में गठबंधन किए गए थे? सैद्धांतिक रूप से, आणविक श्रृंखलाएं, जो कदम के किनारों के साथ अधिमानतः बनती हैं, फिर उन्हें एक लंबी, समानांतर ग्रिड पैटर्न में व्यवस्थित करना होगा। तो ईपीएफ लुसाने और उसके एम्पा सहयोगियों से डॉक्टरेट की छात्र मार्ता कैनास-वेंचुरा ने अपने हिसाब से एकल क्रिस्टल क्रिस्टल की सतहों को तैयार किया।

आर्गन आयन बमबारी के कई चक्रों के बाद - एक सफाई कदम जो सतह से मिनट की अशुद्धियों को दूर करता है - और हीटिंग, शोधकर्ताओं के निशाने पर थे: सोने की सतह पर अनगिनत समानांतर चरण थे, सभी समान रूप से उच्च - एक सोने की परमाणु परत (0.24 नैनोमीटर) -, जो 5.8 नैनोमीटर की नियमित दूरी पर एक दूसरे के समानांतर भी चलता था। प्रदर्शन

डबल नानोचैन

अब उन्हें केवल सोने की सतह पर एक उच्च वैक्यूम में नैनो-चेन के निर्माण ब्लॉकों को वाष्पीकृत करने की आवश्यकता थी। मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर पॉलिमर रिसर्च के सहयोगियों द्वारा कार्बनिक अणुओं में से एक को विशेष रूप से एम्पा टीम के लिए इस तरह से रखा गया था कि यह दूसरे बिल्डिंग ब्लॉक में एक प्रकार के समकक्ष का प्रतिनिधित्व करता है: दोनों सिरों पर, दो अणु प्रत्येक निहित संरचनाएं जो साथी अणु पर उनके समकक्ष से मेल खाती थीं और तथाकथित हाइड्रोजन पुलों के माध्यम से इसे डॉक कर सकती थीं। बाद में, फसेल और उनकी टीम ने स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप के तहत सतहों की फिर से जांच की।

शोधकर्ताओं ने जो देखा उसने उनके विचारों की पूरी तरह पुष्टि की। दो श्रृंखला भवन ब्लॉकों की कम सांद्रता पर, प्रत्येक चरण में एक एकल श्रृंखला बनाई गई थी; उच्च सांद्रता में एक दोहरी श्रृंखला। लगभग 30 नैनोमीटर के दोष-मुक्त क्षेत्रों के साथ दोहरी श्रृंखलाओं में भी एकल श्रृंखलाओं की तुलना में बहुत बेहतर क्रम था, "संभवतः क्योंकि दोनों श्रृंखलाएं एक दूसरे को स्थिर करती हैं, " फसेल ने कहा। कुल मिलाकर, सोने की सतह पर एक प्रकार की जाली का निर्माण होता है, जिसमें असंख्य नैनो-चेन नियमित अंतराल पर समानांतर चलती हैं।

"हमारा अध्ययन एक तथाकथित है, और हमने दिखाया है कि सतहों पर समानांतर व्यवस्था में सुपरमॉलेक्युलर चेन विकसित करना सिद्धांत रूप में संभव है - और यह अनुपात से अधिक है लंबी दूरी, "एम्पा शोधकर्ता कहते हैं, जिसके परिणाम जल्द ही" एंग्वैंड्टे चेमी "पत्रिका में प्रकाशित होंगे।

लक्ष्य: आचरण करने की आपकी क्षमता में सुधार करना

हालांकि, स्व-संयोजन करने वाली सुपरमॉलेक्युलर चेन में एक खामी है: वे आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए कंडक्टर के रूप में अनुपयुक्त हैं क्योंकि वे एक धातु सब्सट्रेट के संपर्क में हैं - सोना - एक तरफ, और दूसरी तरफ बहुत कम चालकता है।, इसलिए, एम्पा शोधकर्ता अणुओं को व्यवस्थित करने के तरीकों पर गहनता से काम कर रहे हैं जो सतही मांसपेशियों के तारों को इन्सुलेट सतहों पर बिजली चालन के लिए बेहतर अनुकूल हैं। विशेष रुचि के भी "switchable" हैं

अणु जो एक दिन आत्म-इकट्ठे आणविक सर्किट में ट्रांजिस्टर की भूमिका निभा सकते हैं।

6 वें फ्रेमवर्क कार्यक्रम में यूरोपीय संघ द्वारा प्रवर्तित प्रोजेक्ट के राडाएस (तर्कसंगत डिजाइन और सुपरमॉलेक्युलर आर्किटेक्चर की विशेषता) का समन्वय करने वाले फसेल के अनुसार, शोधकर्ताओं का दीर्घकालिक लक्ष्य इस प्रकार आणविक स्व-संगठन को समझना है। और यह नियंत्रित करने के लिए कि नैनोमीटर पैमाने पर अनुप्रयोगों को न केवल प्रयोगशाला में, बल्कि औद्योगिक उत्पादन के लिए भी लागू किया जा सकता है।

(एम्पा, २०.०२.२०० - - एनपीओ)