可穿戴的技術(shù)和電子布可能是未來的方式,但要實現(xiàn)這一目標(biāo),接線必須牢固,靈活且高效。
密歇根理工大學(xué)的物理學(xué)家研究了氮化硼納米管(BNNT),將碲原子鏈像一根稻草一樣包裹起來,可以通過光和壓力來控制它們。在與普渡大學(xué),華盛頓大學(xué)和德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的研究人員合作下,研究小組于本周在《自然電子》雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
隨著對更小,更快的設(shè)備的需求增長,科學(xué)家和工程師開始使用具有某些性能的材料,這些材料可以在現(xiàn)有設(shè)備失去作用或無法充分收縮時提供。
對于可以放在杯子,桌子,宇航服和其他材料表面的可穿戴技術(shù),電子布或極薄的設(shè)備,研究人員已開始調(diào)整納米材料的原子結(jié)構(gòu)。他們測試的材料需要隨著人的移動而彎曲,但不能隨意彎曲或彎曲,也不能在不同的溫度下保持住,并且仍能提供足夠的汁液來運行用戶期望從其臺式機(jī)和電話上使用的軟件功能?,F(xiàn)有的或初步的技術(shù)還不夠完善。
正如其納米結(jié)構(gòu)的“管”所暗示的那樣,BNNT在中間是空心的。它們具有很高的絕緣性,并且像奧林匹克體操運動員一樣堅韌。這使它們成為與具有巨大電氣前景的另一種材料(碲)配對的好選擇。碲原子鏈被串成非常細(xì)的納米線的原子粗鏈,并穿過BNNTs的空心中心,變成了一條具有巨大載流能力的細(xì)線。
雅普說:“沒有這種絕緣外套,我們將無法從原子鏈中分離出信號?,F(xiàn)在,我們有機(jī)會審查它們的量子行為。”“這是任何人第一次創(chuàng)建一個所謂的封裝原子鏈,您就可以在其中實際測量它們。我們的下一個挑戰(zhàn)是使氮化硼納米管變得更小。”
裸露的納米線就像是一門松散的大炮。當(dāng)它與飛散的電子頻繁接觸時,控制它的電行為-甚至只是了解它-最多是困難的。碲的納米線是與硒和硫相似的準(zhǔn)金屬,它的金屬和物理性質(zhì)與大容量碲不同。研究人員只需要一種隔離它的方法,BNNT現(xiàn)在就提供了這種方法。
普渡大學(xué)(Purdue University)首席研究員Peide Ye說:“這種碲材料確實是獨一無二的。它可以制造出世界上最小的功能晶體管。”他解釋說,研究小組很驚訝地通過透射電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)。德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校認(rèn)為這些一維鏈中的原子會擺動。“硅原子看起來很直,但是這些碲原子像蛇一樣。這是一種非常原始的結(jié)構(gòu)。”
碲化BNNT納米線創(chuàng)建了僅2納米寬的場效應(yīng)晶體管。當(dāng)前市場上的硅晶體管的寬度在10至20納米之間。新的納米線的載流能力達(dá)到1.5x10 ^ 8 cm2,這也擊敗了大多數(shù)半導(dǎo)體納米線。封裝后,研究小組評估了納米管中所含碲原子鏈的數(shù)量,并研究了以六角形排列的單束和三束。
此外,碲填充納米線對光和壓力敏感,這是未來電子技術(shù)的另一個有希望的方面。該小組還將碲納米線包裹在碳納米管中,但是由于碳的導(dǎo)電或半導(dǎo)電性質(zhì),無法測量其性質(zhì)。
碲納米線已被捕獲在BNNT中,就像罐中的螢火蟲一樣,但仍有許多謎團(tuán)。在人們開始運動碲T恤和BNNT系帶的靴子之前,必須先確定這些原子鏈的性質(zhì),然后才能實現(xiàn)其可穿戴技術(shù)和電子布的全部潛力。