“碳豌豆”可制造电子产品

据俄罗斯卫星通讯社sputniknews报道,俄罗斯国立核能研究大学莫斯科工程物理学院的科学家对富勒烯纳米管即”碳豌豆”被拉伸时的性质进行研究,研究发现,拉力可以把半导体转化为金属,这将有助于研发复杂的纳米电子产品。科学家在《Diamond and Related Materials》刊文称,研究成果可用于制造机电开关和传感器、谐振隧穿二极管以及集成电路的逻辑元件。

金属通常具有较高的导电性和导热性,受热时电阻增大,并具有金属光泽。这些性质的前提条件是:存在可在电场作用下移动的自由电子。因此,含有自由电子成分复杂的材料表现得像金属。

过去的三十多年,科学家已经合成了许多新型碳材料,包括富勒烯纳米管。其外形与饱满的豌豆荚相似,因此被称为”碳豌豆”。
“研究发现,碳豌豆既可以用作半导体,也可以用作金属。” 俄罗斯国立核能研究大学莫斯科工程物理学院凝聚态物理系副教授康斯坦丁·卡京解释说:”只用将其拉伸4%,就足够让其显示金属性质。碳豌豆额较高弹性,可以轻易承受这样的拉伸。”

富勒烯和纳米管表面之间的距离很小,电子云可以在纳米管和富勒烯之间来回穿透,这种现象被称为混染作用。混染程度将确定以碳豌豆为基质制造出的仪器的电子性质。

“一切都由纳米管和富勒烯电子能量的比例来确定。” 俄罗斯国立核能研究大学莫斯科工程物理学院凝聚态物理系副教授米哈伊尔·马斯洛夫谈到:”我们的纳米管最开始是半导体,并具有能隙。富勒烯电子不能填充这种间隙,因为不具备合适的能量。但是,施加机械应力可以改变整个局面:各种能量级发生变化,豌豆显示出金属性质”。

目前,制造复杂的纳米电子仪器必须使用许多不同的材料–既要有金属,还要有半导体。但是,俄罗斯国立核能研究大学莫斯科工程物理学院科学家的数据资料证实,可以用一种独特的化合物来替代它们,即受到不同机械应力作用的碳豌豆。这将简化谐振隧穿二极管、太赫兹辐射发生器、电子开关和传感器的制造。