Wetenschappers van de National Research Nuclear University MEPhI (Rusland) hebben de eigenschappen van nanobuisjes van fullereen bestudeerd, ook bekend als "koolerwten, " tijdens het uitrekken. Het artikel over het project, die zal helpen bij de ontwikkeling van geavanceerde nano-elektronica, is gepubliceerd in Diamant en aanverwante materialen .

Metalen staan ​​bekend om hun indrukwekkende elektrische en thermische geleidbaarheid en hun elektrische weerstand neemt toe tijdens verwarming. Ze hebben ook een onderscheidende glans. Deze eigenschappen worden bepaald door de aanwezigheid van vrije elektronen die onder invloed van een elektrisch veld kunnen bewegen. Daarom, materialen met een complexe samenstelling en die vrije elektronen bevatten, werken als metalen.

In de afgelopen 30 jaar, experts hebben veel nieuwe koolstofmaterialen gesynthetiseerd, inclusief nanobuisjes gevuld met fullerenen. Deze buizen worden "koolerwten" genoemd omdat ze op erwtjes lijken.

"Het blijkt dat koolstoferwten kunnen worden gebruikt als halfgeleiders en als metalen, "Konstantin Katin, een assistent-professor bij de afdeling Condensed Matter Physics van de National Research Nuclear University MEPhI, uitgelegd. "Rek ze gewoon met 4 procent om hun metallische eigenschappen te ontgrendelen. Hun hoge veerkracht en treksterkte zorgen ervoor dat ze intact blijven na het uitrekken."

De afstand tussen fullerenen en het oppervlak van de nanobuis is zo klein dat elektronenwolken tussen de nanobuis en de fullerenen en terug kunnen reizen. Dit fenomeen wordt hybridisatie genoemd. De mate van hybridisatie bepaalt de elektronische eigenschappen van verschillende apparaten die kunnen worden vervaardigd met behulp van elektronische erwten.

"Alles hangt af van de correlatie tussen energieniveaus van elektronen in nanobuisjes en fullerenen, " zei Michail Maslov, een assistent-professor in de afdeling gecondenseerde materie van de MEPhI van de National Research Nuclear University. "Onze nanobuis fungeerde aanvankelijk als een halfgeleider en had een energiekloof. Hoewel fullereenelektronen niet de energie hadden om dit gat te vullen, de toepassing van mechanische spanning veranderde het hele plaatje. Energieniveaus verschoven, met koolstoferwten die hun metaalachtige eigenschappen vertonen."

Vandaag, wetenschappers moeten allerlei materialen gebruiken, inclusief metalen en halfgeleiders, voor het maken van geavanceerde nano-elektronische apparaten. Echter, het project van de National Research Nuclear University MEPhI bewijst dat ze kunnen worden vervangen door slechts één verbinding, namelijk, voorgespannen koolerwten. Dit zal het mogelijk maken om eenvoudige resonant-tunneling diodes te vervaardigen, terahertz stralingsgeneratoren, elektronische schakelaars, en sensoren.