De uitstekende mechanische, elektrische en thermische eigenschappen maken ze tot een aantrekkelijk materiaal voor elektronicafabrikanten. Echter, tot voor kort geloofden wetenschappers dat het moeilijk zou zijn om de hoge dichtheid van kleine grafeencilinders te laten groeien die nodig zijn voor veel micro-elektronicatoepassingen.

Nu heeft een team van de Universiteit van Cambridge in Engeland een eenvoudige techniek bedacht om de dichtheid van nanobuisbossen die op geleidende steunen zijn gekweekt, ongeveer vijf keer te vergroten ten opzichte van eerdere methoden. De nanobuisjes met hoge dichtheid kunnen op een dag sommige metalen elektronische componenten vervangen, wat leidt tot snellere apparaten. De onderzoekers rapporteren hun bevindingen in het tijdschrift Technische Natuurkunde Brieven , die wordt geproduceerd door AIP Publishing.

"Het aspect van hoge dichtheid wordt vaak over het hoofd gezien in veel groeiprocessen van koolstofnanobuisjes, en is een ongebruikelijk kenmerk van onze aanpak, " zegt John Robertson, een professor in de elektronische apparaten en materialen groep in de afdeling engineering in Cambridge. Bossen met een hoge dichtheid zijn nodig voor bepaalde toepassingen van koolstofnanobuisjes, zoals elektronische verbindingen en materialen voor thermische interfaces, hij zegt.

Robertson en zijn collega's kweekten koolstofnanobuisjes op een geleidend koperen oppervlak dat was gecoat met co-katalysatoren kobalt en molybdeen. In een nieuwe benadering, de onderzoekers groeiden bij een lagere temperatuur dan gebruikelijk is in de halfgeleiderindustrie. Toen de interactie van metalen werd geanalyseerd met röntgenfoto-elektronspectroscopie, het onthulde de creatie van een meer ondersteunend substraat voor de bossen om in te wortelen. De daaropvolgende groei van nanobuisjes vertoonde de hoogste massadichtheid die tot nu toe is gerapporteerd.

"In de micro-elektronica deze benadering van het kweken van bossen met koolstofnanobuisjes met een hoge dichtheid op geleiders kan mogelijk de huidige op koper gebaseerde verbindingen in een toekomstige generatie apparaten vervangen en overtreffen, ", zegt Cambridge-onderzoeker Hisashi Sugime. In de toekomst, robuustere koolstofnanobuisbossen kunnen ook helpen bij het verbeteren van thermische interfacematerialen, batterij elektroden, en supercondensatoren.