Co to jest Nanowire?
Nanodrut to konstrukcja łącząca o średnicy 10–9 metrów ( 10–11 stóp), która jest bardzo mała. Złącza te, zwane również drutami kwantowymi, służą do łączenia maleńkich elementów razem w bardzo małe obwody. Struktury te są nie większe niż jedna dziesiąta nanometra szerokości. Nie ma ograniczeń co do tego, jak szerokie mogą rosnąć, ale nie mogą rosnąć więcej niż o kilka nanometrów.
Istnieją cztery różne rodzaje nanodrutów: metaliczne, półprzewodnikowe, izolacyjne i molekularne. Metalowe nanodruty wykonane są z niklu, platyny lub złota. Podczas gdy druty półprzewodnikowe składają się z krzemu, fosforu indu lub azotku galu, a izolacja wykonana jest z dwutlenku krzemu lub dwutlenku tytanu. Aby utworzyć nanoprzewód molekularny, proces polega na powtarzaniu organicznych lub nieorganicznych jednostek molekularnych w określonym formacie.
Nanodruty są eksperymentalne i nie są dostępne w zastosowaniach komercyjnych ani przemysłowych. Przewodność i niewielki rozmiar sprawiają, że są idealne do przyszłych procesorów komputerowych i złączy. Trwają badania nad zastosowaniem nanodrutów i powiązanych technologii do wykorzystania fotonowych fal balistycznych. Technologia ta jest niezbędnym krokiem naprzód w tworzeniu komputera molekularnego. Zdolność do przesyłania elektronów przez te złącza i zaprogramowania procesu logicznego ma kluczowe znaczenie dla następnego etapu rozwoju.
Dostępnych jest kilka różnych technik tworzenia nanodrutów, ale najbardziej niezawodna technika nazywa się metodą syntezy para-ciecz-ciało stałe (VLS). W tej metodzie stosuje się specjalne cząstki lub gaz, taki jak silan, aby stworzyć środowisko wspierające wzrost nanoprzewodu. Materiał ten jest następnie narażony na nanoklaster złota, który tworzy krystaliczne struktury nanoprzewodowe.
Dopiero gdy materiał źródłowy przesyca strukturę, nanoklaster rośnie. Względną długość produktu kontroluje się poprzez zarządzanie długością ekspozycji na źródło. Większa ekspozycja skutkuje dłuższą strukturą. Nieorganiczne nanodruty, które alternatywnie są postrzegane jako polimery klastrowe, są syntetyzowane w jednoetapowej reakcji w fazie gazowej w podwyższonej temperaturze.
Nanodrut można również wykonać przy użyciu podejścia odgórnego lub oddolnego. W podejściu z góry na dół blok stałego materiału, z którego wykonane zostaną nanodruty, jest rzeźbiony w celu wytworzenia drutu o odpowiednim rozmiarze. Podejście oddolne jest raczej procesem montażu, w którym nanoprzewod jest budowany przez dodawanie materiałów rdzenia do drutu podczas jego wzrostu.
Naukowcy z całego świata pracują nad szybszą i bardziej wydajną metodą tworzenia nanoprzewodu. Zastosowanie nanoprzewodu w tranzystorze jest idealną metodą wytwarzania mniejszych i szybszych elementów mikroprocesorowych dla przemysłu komputerowego i elektronicznego. Chociaż tranzystory nanoprzewodowe działają lepiej niż obecne tranzystory, wysokie koszty wymagane do ich wytworzenia stanowią barierę dla szerszej produkcji.