Razbijanje problema molekularnih križanj, ki jih proizvajajo mase

What if 3D printing was 100x faster? | Joseph DeSimone (Junij 2019).

Anonim

Nanogap elektrode, v bistvu parov elektrod z nanometrsko velikostjo med njimi, privabljajo pozornost kot odra za študij, občutek ali izkoriščanje molekul, najmanjše stabilne strukture, ki jih najdemo v naravi. Do sedaj je bilo to doseženo z uporabo skupnih metod mehansko krmiljenih prelomnih križanj, skenirnih tunelskih mikroskopskih križnih križišč ali elektromigriranih prelomnih križanj. Te tehnike pa zaradi uporabe pomnilnika niso uporabne za aplikacije. Ekipa TU Delft je v sodelovanju z raziskovalci s KTH Royal Institute of Technology na Švedskem razvila nov način izdelave molekularnih križišč.

Raziskovalci so začeli z nanosom tankega filma krhkega titanovega nitrida (TiN) na silikonski rezin (glej sliko). Nato se lahko na vrh krhkega TiN nanesejo majhne zlate žice. Raziskovalci so ugotovili, da je film TiN pod visokim preostalim nateznim sevanjem zaradi postopka izdelave. Zato se pri odstranjevanju titanovega nitridnega sloja iz njenega osnovnega substrata s postopkom, ki se imenuje izdolbno jedkanje, drobne razpoke tvorijo za sprostitev seva - podobno kot razpoke, ki se včasih tvorijo v zasteklitvi keramike.

Ta postopek krekinga je ključnega pomena za novo metodo izdelave spojev. Zlata žica, ki teče čez razpoke, se raztegne in sčasoma prekine. Vrzeli v zlatih žicah, ki se tako pojavijo, so majhne kot ena molekula. Poleg tega je mogoče dimenzije teh križišč nadzirati s kontrolo sevov v TiN z uporabo običajne tehnologije mikrofobiranja. Poleg tega so raziskovalci uspeli povezati posamezne molekule z žičnati zlati žici za merjenje njihove električne prevodnosti.

Ta nova tehnologija bi se lahko uporabila za izdelavo molekularnih križišč na razširljiv način, ki bi omogočala vzporedno proizvodnjo milijonov. Metodologijo lahko razširimo tudi na druge razrede materialov, tako da zlato nadomestimo s katerim koli elektrodnim materialom, ki kaže zanimive električne, kemijske in plazmonske lastnosti za aplikacije v molekularni elektroniki in spintroniki, nanoplazmoniki in biosenzingu.

menu
menu