(PhysOrg.com) -- Onderzoekers van het NIST Center for Nanoscale Science and Technology en Sandia National Laboratories hebben een gedetailleerd overzicht gepubliceerd van recent experimenteel en theoretisch werk dat de ongebruikelijke fysica en materiaalwetenschap van elektrische contacten met nanostructuren benadrukt.

In de Natuur Nanotechnologie artikel, leggen de onderzoekers uit dat bestaande modellen van elektrische contacten in bulkhalfgeleiderapparaten niet toepasbaar zijn op nanoschaal, en stellen dat om nanosystemen tot praktisch gebruik te laten evolueren, het is van cruciaal belang om de lading bij de elektrische contacten te regelen.

Nieuwe modellen zijn nodig om contactvorming en ladingstransport te begrijpen. Bij conventionele contacten, het grensvlak tussen een metaal en een halfgeleider is vlak, maar nanocontacten hebben meerdere mogelijke geometrieën, elk met unieke eigenschappen. De kinetiek en thermodynamica van metaal/nanostructuur-interfaces verschillen ook van die van de bulk vanwege hun kleine laterale afmetingen en het grotere vermogen van nanostructuren om spanning op te vangen. Drie voorbeelden illustreren het scala aan contacten dat mogelijk is met verschillende nanomaterialen.

Eerst, abrupte epitaxiale silicide/silicium-nanodraadverbindingen met nieuwe oriëntaties kunnen worden gevormd bij temperaturen die ver onder die vereist zijn voor dunne metaalfilms, nieuwe kansen bieden voor opkomende apparaten zoals metalen source-drain MOSFET's en SpinFET's.

Tweede, voor metalen contacten met koolstofnanobuizen, katalytisch aangedreven carbonisatie van de interface resulteert in een elektrisch transparant grafeen-CNT-contact.

Eindelijk, het maken van ohmse contacten met lage weerstand met halfgeleider nanodraden is een uitdaging gebleken en vereist nieuw begrip van doping op nanometerschaal.

De onderzoekers concluderen dat een beter begrip van de basiswetenschap van contacten op nanoschaal nodig is om nanoschaalmaterialen te kunnen integreren in bruikbare nieuwe apparaatontwerpen.