ساخت یک نیمه‌رسانای جدید در مقیاس نانو با ویژگی‌های قابل تنظیم

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران در پژوهش مشترکی نشان داده‌اند که با استفاده از یک نیمه‌رسانا دارای پیوند‌های انعطاف‌پذیر می‌توان این ماده را با استفاده از نانومواد و بدون تغییر ترکیب آن، به صورت ساختار‌های گوناگون قالب‌گیری کرد. این کشف می‌تواند به طراحی انواع دستگاه‌های الکترونیکی سفارشی‌سازی‌شده با استفاده از تنها یک عنصر کمک کند.

به نقل از آزو نانو، نیمه‌رسانا‌ها برای زندگی روزمره ما حیاتی هستند، زیرا تقریباً در همه دستگاه‌های الکترونیکی یافت می‌شوند. یکی از ویژگی‌های کلیدی نیمه‌رساناها، شکاف باند آنهاست که نحوه هدایت جریان الکتریکی را تعیین می‌کند. شکاف باند معمولا برای کاربرد‌های خاص با شکستن پیوند‌های شیمیایی یا وارد کردن عناصر اضافی به ماده مهندسی می‌شود. این فرآیند‌ها می‌توانند پیچیده و انرژی‌بر باشند.

پژوهگران «دانشگاه ناتینگهام» (University of Nottingham)، مرکز علمی «EPSRC SuperSTEM»، «دانشگاه اولم» (Ulm University) آلمان و شرکت «BNNT LLC» آمریکا با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری و به‌کارگیری نانولوله‌ها به‌عنوان لوله‌های آزمایشگاهی کوچک، انواع جدیدی از سلنیوم را تصویربرداری کردند.

دکتر «ویل کال» (Will Cull) پژوهشگر دانشکده شیمی دانشگاه ناتینگهام گفت: سلنیوم یک نیمه‌رسانای قدیمی با تاریخچه‌ای غنی است که در اولین سلول‌های خورشیدی مورد استفاده قرار گرفته است. ما در این پژوهش، با کشف شکل‌های جدیدی که می‌توانند در صورت محدود شدن به مقیاس نانو پدیدار شوند، سلنیوم را احیا کرده‌ایم.

سلنیوم می‌تواند به صورت نانوسیم وجود داشته باشد، که ساختار و پیوند آن با توجه به قطر متفاوت است. در یک اندازه مشخص، پیوند بین اتم‌های سلنیوم تغییر می‌کند و زاویه پیوند را افزایش می‌دهد. این امر باعث صاف شدن ساختار مارپیچی اولیه و در نهایت انقباض آن به سیم‌های نازک اتمی می‌شود.

دکتر کال گفت: ما با موفقیت شکل‌های جدیدی از سلنیوم را با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری و با استفاده از نانولوله‌ها به عنوان لوله‌های آزمایش کوچک تصویربرداری کردیم. این رویکرد به ما امکان داد تا یک نمودار فازی جدید ایجاد کنیم که ساختار اتمی سلنیوم را به قطر نانوسیم‌ها متصل می‌کند.

این پژوهش در مجله «Advanced Materials» به چاپ رسید.