Nanotechnologen van onderzoeksinstituut MESA+ van de Universiteit Twente hebben, Voor de eerste keer, demonstreerde kwantumeffecten in kleine nanodraden van iridiumatomen. Deze effecten, die voorkomen bij kamertemperatuur, zijn ervoor verantwoordelijk dat de draden bijna altijd 4,8 nanometer - of veelvouden daarvan - lang zijn. Ze vonden de effecten pas toen ze er niet in slaagden lange nanodraden van iridium te maken. Natuurcommunicatie publiceert het onderzoek vandaag.

Er is een toenemende interesse in metalen nanodraden binnen de wetenschappelijke gemeenschap. Dit komt deels omdat ze uitermate bruikbaar zijn als onderdeel van (nano-)elektronica en deels omdat nanodraden zich lenen om meer inzicht te krijgen in de exotische en unieke fysieke eigenschappen van eendimensionale systemen. In 2003, UT-onderzoeker, Prof. Harold Zandvliet en zijn onderzoeksgroep, was er al in geslaagd - met behulp van zelfassemblage - om nanodraden van platina-atomen op een oppervlak te creëren. Omdat goud en iridium beide nauw verwant zijn aan platina, nanodraden van deze materialen waren de volgende logische stappen. De onderzoekers slaagden erin om lange draden te maken met goud, maar toen ze onlangs de truc met iridium wilden herhalen, het bleek dat de draadlengtes alleen voorkwamen in eenheden van 4,8 nanometer.

Een mislukking?

Experiment mislukt, je zou denken, maar dat is niet het geval. Nader onderzoek van de gevormde nanodraden leverde namelijk een verrassende ontdekking op:bijna alle gevormde draden hadden een lengte van 4,8 nanometer, of veelvouden daarvan, en ze bevatten bijna allemaal twaalf iridiumatomen, of een veelvoud daarvan. De verklaring hiervoor vonden de onderzoekers in kwantumeffecten. De draden van 4,8 nanometer (of veelvouden daarvan) blijken elektronisch te worden gestabiliseerd door geleidingselektronen waarvan de (halve) golflengte (of een veelvoud daarvan) precies in de nanodraad past. Het bestaan ​​van deze staande elektronengolven in de nanodraden kon experimenteel worden aangetoond. Aangezien dit stabiliserende effect niet zal optreden in nanodraden van iridium van een andere lengte, ze worden langzamer gevormd.

Wat kwantumeffecten in de nanodraden nog interessanter maakt, is dat ze optreden bij kamertemperatuur, terwijl veel kwantumeffecten alleen bij extreem lage temperaturen optreden.

Het artikel is getiteld "Electronically Stabilized Nanowire Growth".