Onderzoek door wetenschappers van de Swansea University helpt de uitdaging aan te gaan om nanoschaalstructuren op te nemen in toekomstige halfgeleiderapparaten die nieuwe technologieën zullen creëren en een impact zullen hebben op alle aspecten van het dagelijks leven.

Dr. Alex Lord en professor Steve Wilks van het Center for Nanohealth leidden het gezamenlijke onderzoek dat is gepubliceerd in: Nano-letters . Het onderzoeksteam heeft gekeken naar manieren om elektrische contacttechnologie op kleine schaal te ontwikkelen met eenvoudige en effectieve aanpassingen aan nanodraden die kunnen worden gebruikt om verbeterde apparaten te ontwikkelen op basis van de nanomaterialen. Goed gedefinieerde elektrische contacten zijn essentieel voor elk elektrisch circuit en elk elektronisch apparaat omdat ze de stroom van elektriciteit regelen die essentieel is voor het operationele vermogen.

Alledaagse materialen die door wetenschappers op wereldschaal worden verkleind tot de grootte van nanometers (een miljoen keer kleiner dan een millimeter op een standaardliniaal) worden gezien als de toekomst van elektronische apparaten. De wetenschappelijke en technische vooruitgang leiden tot nieuwe technologieën zoals energieproducerende kleding voor onze persoonlijke gadgets en sensoren om onze gezondheid en de omgeving te bewaken.

In de komende jaren zal dit een enorme bijdrage leveren aan de explosie van het internet der dingen die alles, van onze huizen tot onze auto's, verbindt in een web van communicatie. Al deze nieuwe technologieën vereisen vergelijkbare vooruitgang in elektrische circuits en vooral elektrische contacten waardoor de apparaten correct kunnen werken met elektriciteit.

Professor Steve Wilks zei:"Nanotechnologie heeft nieuwe materialen en nieuwe technologieën opgeleverd en de toepassingen van nanotechnologie zullen de komende decennia blijven toenemen, waarbij een groot deel van het nut ervan voortkomt uit effecten die optreden op atomaire of nanoschaal. Met de komst van nanotechnologie, nieuwe technologieën zijn ontstaan, zoals chemische en biologische sensoren, kwantumcomputers, energie oogsten, lasers, en omgevings- en fotondetectoren, maar er is een dringende behoefte om nieuwe elektrische contactvoorbereidingstechnieken te ontwikkelen om ervoor te zorgen dat deze apparaten een dagelijkse realiteit worden."

"Traditionele methoden voor het construeren van elektrische contacten zijn toegepast op nanomaterialen, maar verwaarlozen vaak de effecten op nanoschaal die nanowetenschappers zo hard hebben geprobeerd te ontdekken. Momenteel, er is geen ontwerptoolbox om elektrische contacten van gekozen eigenschappen met nanomaterialen te maken en in sommige opzichten loopt het onderzoek achter bij onze mogelijke toepassing van de verbeterde materialen."

Het onderzoeksteam van Swansea gebruikte gespecialiseerde experimentele apparatuur en werkte samen met professor Quentin Ramasse van het SuperSTEM-laboratorium, Raad voor Wetenschap en Faciliteiten Technologie. De wetenschappers waren in staat om fysiek te interageren met de nanostructuren en te meten hoe de modificaties op nanoschaal de elektrische prestaties beïnvloedden.

Hun experimenten vonden voor de eerste keer, dat eenvoudige veranderingen aan de rand van de katalysator de dominante elektrische geleiding kunnen in- of uitschakelen en vooral een krachtige techniek onthullen waarmee nano-ingenieurs de eigenschappen van maakbare nanodraadapparaten kunnen selecteren.

Dr. Lord zei:"De experimenten hadden een eenvoudig uitgangspunt, maar waren een uitdaging om te optimaliseren en beeldvorming op atomaire schaal van de interfaces mogelijk te maken. het was essentieel voor deze studie en zal het mogelijk maken om veel meer materialen op een vergelijkbare manier te onderzoeken."

"Dit onderzoek geeft ons nu inzicht in deze nieuwe effecten en zal ingenieurs in de toekomst in staat stellen om op betrouwbare wijze elektrische contacten te maken met deze nanomaterialen, wat essentieel is voor de materialen die worden gebruikt in de technologieën van morgen.

"In de nabije toekomst kan dit werk helpen de huidige nanotechnologie-apparaten zoals biosensoren te verbeteren en ook leiden tot nieuwe technologieën zoals Transient Electronics, apparaten die verdwijnen en verdwijnen zonder een spoor achter te laten, wat een essentiële eigenschap is wanneer ze worden toegepast als diagnostische hulpmiddelen in de menselijk lichaam."