Enkelwandige koolstofnanobuizen (SWCNT) hebben veel toepassingen gevonden in elektronica en nieuwe apparaten met aanraakschermen. Koolstofnanobuisjes zijn vellen van één atoomdikke laag grafeen die naadloos zijn opgerold in verschillende maten en vormen. Om ze te kunnen gebruiken in commerciële producten zoals transparante transistors voor telefoonschermen, onderzoekers moeten nanobuisjes gemakkelijk kunnen testen op hun materiaaleigenschappen, en de nieuwe werkwijze helpt daarbij.

De groep van professor Esko I. Kauppinen bij Aalto heeft jarenlange ervaring in het maken van koolstofnanobuisjes voor elektronische toepassingen. De unieke methode van het team maakt gebruik van aërosolen van metaalkatalysatoren en koolstofhoudende gassen. Deze op aerosol gebaseerde methode stelt de onderzoekers in staat om de nanobuisstructuur direct nauwkeurig te controleren.

Het fabriceren van enkele koolstof nanobuistransistors is meestal vervelend. Het kost vaak dagen van onbewerkt koolstofnanobuismateriaal tot transistors, en de apparaten kunnen verontreinigd zijn met verwerkingschemicaliën, hun prestaties verslechteren. De nieuwe methode maakt het echter mogelijk om binnen 3 uur honderden individuele koolstofnanobuisjes te fabriceren, een meer dan tienvoudige verhoging van de efficiëntie.

Het belangrijkste is, deze gefabriceerde apparaten bevatten geen vernederende verwerkingschemicaliën op hun oppervlak. Deze zogenaamde ultraschone apparaten waren voorheen nog moeilijker te vervaardigen dan gewone transistors met enkele koolstof nanobuisjes.

"Deze schone apparaten helpen ons om intrinsieke materiaaleigenschappen te meten. En het grote aantal apparaten helpt om een ​​meer systematisch begrip van de nanomaterialen te krijgen, in plaats van slechts een paar datapunten, " zegt dr. Nan Wei, een postdoctoraal onderzoeker in de groep.

Deze studie toont aan dat de op aerosol gebaseerde nanobuisjes uitmuntend zijn in termen van hun elektronische kwaliteit, hun vermogen om elektriciteit te geleiden is bijna net zo goed als theoretisch mogelijk is voor SWCNT's.

Belangrijker, de nieuwe methode kan ook bijdragen aan toegepast onderzoek. Een voorbeeld is dat door de geleidende eigenschap van SWCNT-bundeltransistors te bestuderen, wetenschappers kunnen manieren vinden om de prestaties van flexibele geleidende films te verbeteren. Dit kan handig zijn voor ontwerpers die flexibele, smash-proof telefoons. Het vervolgwerk van de groepen in Japan en Finland is al aan de gang.