ПРИШЛИТЕ СВОЮ НОВОСТЬ!
Лента новостей
Выбрать категорию:
21 января
17:30
ОБЩЕСТВО
09:09
ОБЩЕСТВО
20 января
17:13
КУЛЬТУРА
статья
19 января
ГОЛОСОВАНИЕ
Нужна ли астрономия в качестве школьного предмета?

Томская область: Как сделать электронику сверхмалых размеров еще мощнее в ТПУ выясняют с помощью золотых наноантенн

27 октября, 13:08

27 октября — Молодежные новости. Ученые Томского политехнического университета и их коллеги из Германии провели эксперимент, в котором впервые показали, как ведут себя участки двумерных материалов, из которых производят составляющие передовых электронных устройств. Речь идет о создании гибких дисплеев для мобильных телефонов, гибких оптических и вычислительных схем, гибких солнечных батарей и так далее. Ранее, по словам авторов исследования, таких экспериментов не проводил никто. Технология, над которой сейчас работают ученые, позволяет увидеть, как взаимодействуют между собой материалы на наноуровне, что в перспективе позволит усовершенствовать компоненты для современной электроники сверхмалого размера (наноэлектроники). Результаты исследования опубликованы в журнале NanoLetters.

Ранее, по словам ученых, материалы-компоненты современной электроники изучались только на макро- и микроуровне, но получаемые в результате таких наблюдений сведения не всегда достаточны для понимания взаимодействия материалов друг с другом. В опубликованной статье ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Технологического университета Хемница и Университета Регенсбурга (Германия) впервые продемонстрировали, как ведут себя материалы-компоненты передовой миниатюрной электроники на наноуровне.

«Чтобы создать полную линейку разных устройств, которые необходимы для электроники, в том числе гибкой, нужны различные классы двумерных материалов, в число которых также входят и полупроводники. Дисульфид молибдена, который мы рассматриваем в нашей статье, — один из самых известных двумерных полупроводников. Нашей целью было изучить напряжение, возникающее в этом материале на наноуровне, а также процессы его растяжения или сжимания в разных структурах и областях», — сообщают авторы статьи.

Для этого ученые использовали золотые наночастицы — нанотреугольники. Сверху на них были помещены два монослоя дисульфида молибдена, который из-за выпуклой формы нанотреугольников деформировался, что и способствовало возникновению локального напряжения величиной 1,4%.

«Это большее напряжение, чем мы ожидали увидеть изначально. Вообще у нас не было цели создать как можно более высокое напряжение, но интересно, что просто положив тонкие слои дисульфида молибдена на металл, мы можем получать такие значительные деформации. И это очень важно — понимать, что происходит при создании контакта между полупроводником (дисульфидом молибдена) и проводником (золотом), если мы хотим создать наноустройство, — рассказывает профессор кафедры лазерной и световой техники ТПУ Рауль Родригес. — Когда эти материалы изучаются, все их свойства исследуются на плоской подложке. Но дело в том, что присутствие металла, который может использоваться для электродов, меняет свойства материала. Мы показали в своей работе, что нельзя пренебрегать таким взаимодействием. Оно неизбежно, но, возможно, это можно как-то использовать».

Рауль Родригес уточняет, что опубликованная научная статья стала первой, описывающей такие локальные измерения напряжений. Провести эксперимент ученым удалось благодаря уникальной технологии Tip-Enhanced Raman Spectroscopy (TERS), объединяющей методы оптической спектроскопии и атомно-силовой микроскопии. Главный элемент технологии — золотая наноантенна, встроенная в атомно-силовой микроскоп. Ее размер у основания измеряется в микронах, а на конце — в нанометрах. На кончик такой антенны помещается наночастица, и ученые исследуют сигналы, получаемые с этой частицы.

Обычные методы анализа, по словам ученых, не позволяют добиться такого результата.

«Группу наночастиц освещают с помощью лазера. Если мы используем обычные оптические методы анализа, размер лазерного пятна составляет около двух микрон, а средний размер одной наночастицы — 40 нанометров. В результате мы получаем информацию о том, какие наночастицы присутствуют в исследуемой нами области. Но, поскольку размер лазерного пятна больше, чем размер частиц, мы получим некий усредненный сигнал и не сможем различить эти частицы между собой. Если же мы используем наноантенну, то можем выбрать конкретную частицу и практически получить сигнал только с нее, — объясняет Рауль Родригес. — Такие уникальные наноантенны производятся нашей компанией в Германии, и сейчас мы хотим перенести их производство в Томский политех».

Ученые подчеркивают, что с помощью метода TERS можно исследовать не только локальные напряжения, но и выявлять дефекты в тех или иных материалах на наноуровне. Все это поможет увеличить мощность сверхмалых электронных устройств.

«Сейчас в сфере электроники, цифровых технологий идет тенденция к миниатюризации устройств. Наиболее актуальна эта тенденция для транзисторов (ред. — полупроводниковых приборов, предназначенных для усиления тока), — уточняет Рауль Родригес. — Уже сегодня с помощью современных технологий создаются транзисторы с шириной канала 12 – 14 нанометров, что позволяет помещать большее их количество в процессор, увеличивая производительность смартфонов и других миниатюрных электронных устройств. Чтобы совершенствовать эти технологии и дальше, создавая транзисторы еще меньших размеров, нам нужно понимать, как ведет себя полупроводниковый материал при взаимодействии с металлом, как меняются его свойства в наномасштабе».

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой Томского политехнического университета

#мымир #мир #молодежь 

#инициатива #развитие #СМИ 

#МИАМИР #молодежныеСМИ #позитив

#добро