(PhysOrg.com) -- Door enkele nano-objecten met elkaar te verbinden, wetenschappers kunnen minuscule solid-state apparaten fabriceren waardoor een nauwkeurig gecontroleerde stroom van één elektron kan vloeien. In de afgelopen jaren, wetenschappers hebben verschillende methoden ontwikkeld om afzonderlijke nano-objecten met elkaar te verbinden, zoals metalen nanodeeltjes, halfgeleidende nanokristallen, en moleculen. Echter, naarmate de grootte van de nano-objecten afneemt, de efficiëntie van deze methoden neemt ook af, zodat de meeste methoden resulteren in een lage opbrengst op de schaal van enkele nanometers. In een nieuwe studie, wetenschappers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om afzonderlijke nano-objecten met elkaar te verbinden die deze uitdagingen kunnen overwinnen en de creatie van nieuwe nano-apparaten mogelijk maken.

De onderzoekers, Anne Bernard-Mantel van CNRS en de Université Paris-Sud in Palaiseau, Frankrijk, en co-auteurs hebben hun onderzoek gepubliceerd over de nieuwe high-yield-methode voor het verbinden van afzonderlijke nano-objecten in een recent nummer van Nanotechnologie . Naast de verhoogde efficiëntie op kleine schaal, de nieuwe methode is ook compatibel met een meer divers scala aan materialen, zoals zeer zuurstofgevoelige ferromagnetische materialen. In tegenstelling tot, eerdere methoden konden deze metalen niet gebruiken vanwege hun gevoeligheid voor oxidatieproblemen.

In hun studie hebben de wetenschappers demonstreerden twee vergelijkbare fabricageprocessen. Beide processen beginnen met een bodemelektrode en een dunne laag aluminiumoxide. In het eerste proces, een verzameling nanodeeltjes wordt afgezet, gevolgd door nog een dunne laag aluminiumoxide, en dan een resistlaag. Met behulp van een nano-indentatietechniek, de wetenschappers boorden een nanogat in de resistlaag en vulden het vervolgens met metaal om de bovenste elektrode te vormen. De bodem van het nanogat komt op een extreem scherpe punt die aansluit op slechts één nanodeeltje. In het tweede proces het enige verschil is dat het aluminiumoxide-samenstel wordt afgezet na de resistlaag.

Het eindresultaat is een solid-state apparaat dat bestaat uit een assemblage van nanodeeltjes, terwijl slechts één nanodeeltje is verbonden met zowel de bovenste als de onderste elektroden. De wetenschappers demonstreerden de processen met nanodeeltjes zo klein als 2 nm in diameter. Ze gebruikten ook verschillende materialen, inclusief metalen en halfgeleidende nanodeeltjes, evenals niet-magnetische en ferromagnetische elektroden.

In tegenstelling tot complexe en dure technieken zoals elektronenstraallithografie, de nieuwe methode biedt een eenvoudiger, goedkoper alternatief dat ook op zeer kleine schaal een hogere opbrengst geeft. Omdat de nieuwe methode ook compatibel is met ferromagnetische materialen, het zou kunnen worden gebruikt voor het onderzoeken van nanospintronica. Andere mogelijkheden zijn het fabriceren van chemisch gekweekte nanodeeltjes en moleculaire nanomagneten.

“De volgende stap is nu om deze technologie aan te passen om geïsoleerde moleculaire magneten te verbinden, ” vertelde co-auteur Karim Bouzehouane van CNRS en de Université Paris-Sud PhysOrg.com .

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitzending, geheel of gedeeltelijk herschreven of herverdeeld zonder de uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van PhysOrg.com.