由碲和纳米管制成的纳米线有望成为可穿戴技术

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可穿戴的技术和电子布可能是未来的方式,但要实现这一目标,接线必须牢固,灵活且高效。

密歇根理工大学的物理学家研究了氮化硼纳米管(BNNT),将碲原子链像一根稻草一样包裹起来,可以通过光和压力来控制它们。在与普渡大学,华盛顿大学和德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员合作下,研究小组于本周在《自然电子》杂志上发表了他们的发现。

随着对更小,更快的设备的需求增长,科学家和工程师开始使用具有某些性能的材料,这些材料可以在现有设备失去作用或无法充分收缩时提供。

对于可以放在杯子,桌子,宇航服和其他材料表面的可穿戴技术,电子布或极薄的设备,研究人员已开始调整纳米材料的原子结构。他们测试的材料需要随着人的移动而弯曲,但不能随意弯曲或弯曲,也不能在不同的温度下保持住,并且仍能提供足够的汁液来运行用户期望从其台式机和电话上使用的软件功能。现有的或初步的技术还不够完善。

正如其纳米结构的“管”所暗示的那样,BNNT在中间是空心的。它们具有很高的绝缘性,并且像奥林匹克体操运动员一样坚韧。这使它们成为与具有巨大电气前景的另一种材料(碲)配对的好选择。碲原子链被串成非常细的纳米线的原子粗链,并穿过BNNTs的空心中心,变成了一条具有巨大载流能力的细线。

雅普说:“没有这种绝缘外套,我们将无法从原子链中分离出信号。现在,我们有机会审查它们的量子行为。” “这是任何人第一次创建一个所谓的封装原子链,您就可以在其中实际测量它们。我们的下一个挑战是使氮化硼纳米管变得更小。”

裸露的纳米线就像是一门松散的大炮。当它与飞散的电子频繁接触时,控制它的电行为-甚至只是了解它-最多是困难的。碲的纳米线是与硒和硫相似的准金属,它的金属和物理性质与大容量碲不同。研究人员只需要一种隔离它的方法,BNNT现在就提供了这种方法。

普渡大学(Purdue University)首席研究员Peide Ye说:“这种碲材料确实是独一无二的。它可以制造出世界上最小的功能晶体管。”他解释说,研究小组很惊讶地通过透射电子显微镜发现了这种结构。德克萨斯大学达拉斯分校认为这些一维链中的原子会摆动。“硅原子看起来很直,但是这些碲原子像蛇一样。这是一种非常原始的结构。”

碲化BNNT纳米线创建了仅2纳米宽的场效应晶体管。当前市场上的硅晶体管的宽度在10至20纳米之间。新的纳米线的载流能力达到1.5x10 ^ 8 cm2,这也击败了大多数半导体纳米线。封装后,研究小组评估了纳米管中所含碲原子链的数量,并研究了以六角形排列的单束和三束。

此外,碲填充纳米线对光和压力敏感,这是未来电子技术的另一个有希望的方面。该小组还将碲纳米线包裹在碳纳米管中,但是由于碳的导电或半导电性质,无法测量其性质。

碲纳米线已被捕获在BNNT中,就像罐中的萤火虫一样,但仍有许多谜团。在人们开始运动碲T恤和BNNT系带的靴子之前,必须先确定这些原子链的性质,然后才能实现其可穿戴技术和电子布的全部潜力。


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