यह कार्य दशकों पुरानी सैद्धांतिक भविष्यवाणियों की पुष्टि करता है कि ये अति सूक्ष्म सामग्रियां कैसे व्यवहार करती हैं और लघु इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की ओर एक नया मार्ग भी प्रदान कर सकती हैं।
कुछ साल पहले, कार्बन नैनोट्यूब प्रेस का बहुत अधिक ध्यान आकर्षित कर रहे थे। लेकिन रिंग में एक नया दावेदार है, और यह अपने कार्बन समकक्ष पर कुछ फायदे प्रदान करता है जो इंजीनियरों को इसके आसपास उत्पादों को डिजाइन करने के लिए लुभा सकता है।
मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड (MoS2) नैनोट्यूब, हालांकि अभी भी प्रायोगिक प्रकृति के हैं, सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स, उच्च-रिज़ॉल्यूशन सेंसिंग और क्वांटम-स्केल भौतिकी अनुसंधान में अनुप्रयोगों की ओर इशारा करते हैं।
“हमने नैनोमीटर व्यास के साथ परमाणु रूप से सटीक अर्धचालक नैनोट्यूब का संश्लेषण हासिल किया। समाक्षीय संरचना, जहां एक अर्धचालक MoS2 नैनोट्यूब एक इंसुलेटिंग बोरान नाइट्राइड (बीएन) नैनोट्यूब से घिरा हुआ है, गेट-ऑल-अराउंड ट्रांजिस्टर के लिए आकर्षक है, जो सबसे उन्नत ट्रांजिस्टर आर्किटेक्चर में से एक है, “टोक्यो विश्वविद्यालय में उन्नत सामग्री विज्ञान विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर युसुके नाकानिशी ने कहा। “हमारा पेपर परमाणु पैमाने पर अकार्बनिक अर्धचालक नैनोट्यूब के संरचनात्मक नियंत्रण के लिए एक तरीका प्रदर्शित करता है। और हमने प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया कि जैसे-जैसे नैनोट्यूब का व्यास छोटा होता जाता है, नैनोट्यूब का बैंडगैप (इससे संबंधित कि सामग्री अर्धचालक के रूप में कैसे काम करती है) कम हो जाती है, जो एक चौथाई सदी से भी पहले प्रस्तावित सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के अनुरूप है।
नैनोट्यूब बनाने के पारंपरिक तरीके आमतौर पर 10 नैनोमीटर से ऊपर के व्यास, बहुदीवारीय संकेंद्रित ट्यूब और खराब नियंत्रित या अनियमित परमाणु संरचनाओं तक सीमित होते हैं। नाकानिशी और उनकी टीम ने 1-नैनोमीटर-चौड़ा, एकल-दीवार वाले MoS को संश्लेषित किया2 नैनोट्यूब, अच्छी तरह से परिभाषित परमाणु संरचनाओं के साथ। उन्होंने बीएन नैनोट्यूब की संकीर्ण जगह के अंदर रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके इसे प्रबंधित किया। सीमित स्थान MoS को बाधित करता है2 नैनोट्यूब, जिसे अन्यथा बनाना मुश्किल होगा, और इंजीनियर अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक, अच्छी तरह से परिभाषित परमाणु व्यवस्था को बढ़ावा देता है।
“नैनोट्यूब में, यहां तक कि छोटे संरचनात्मक अंतर भी उनके गुणों को दृढ़ता से प्रभावित कर सकते हैं। यदि संरचना को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, तो गुण अधिक सुसंगत होते हैं, जो विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य ट्रांजिस्टर प्रदर्शन के लिए आवश्यक है। उनका सबसे बड़ा लाभ परमाणु-स्तर संरचनात्मक नियंत्रण है,” नाकानिशी ने कहा। “वर्तमान सिलिकॉन ट्रांजिस्टर आमतौर पर थोक सिलिकॉन को खोदकर बनाए जाते हैं, लेकिन छोटे आकार में उनकी संरचनाओं को सही रखना कठिन होता जा रहा है, जहां दोषों का बड़ा प्रभाव पड़ता है।”
“कार्बन नैनोट्यूब को भी ट्रांजिस्टर अनुप्रयोगों के लिए एक चुनौती का सामना करना पड़ता है, क्योंकि छोटे संरचनात्मक अंतर भी उनके व्यवहार को बदल सकते हैं, जिसमें यह भी शामिल है कि क्या वे धातु या अर्धचालक की तरह कार्य करते हैं,” नाकानिशी ने कहा, “हमारे नैनोट्यूब सुसंगत गुणों के साथ अल्ट्रास्मॉल सेमीकंडक्टर चैनल बनाने के लिए अधिक विश्वसनीय तरीका प्रदान कर सकते हैं।”
