Ученые создали одномерные провода из углеродных нанотрубок

Исследователи из Токийского столичного университета использовали углеродные нанотрубки в качестве основы для нанопроводов из монохалькогенида металла переходного ряда (МПР).

Диаметр структур – 3 атома, сообщает eurekalert.org. Провода получились в 50 раз длиннее предыдущих аналогов. Их можно изучать в изолированной среде, сохраняя свойство атомарно квази «одномерных» объектов. Команда обнаружила, что отдельные провода скручиваются при внешних воздействиях. Это указывает на уникальные механические свойства структур и возможность использовать их в роли переключателей для наноэлектроники.

Двумерные материалы менее чем за 20 лет превратились из теоретической диковинки в реальные продукты. Графен – один из лучных примеров группы. Но перейти к одномерным структурам оказалось сложнее. Монохалькогениды металлов переходного ряда (МПР и элементы 16-й группы периодической таблицы) считаются перспективными материалами для нанопроводов. Теоретические и экспериментальные исследования последних 30 лет позволили получить небольшое количество таких структур. Но они были слишком запутанными, короткими и малопригодными для практического использования.

Команда, возглавляемая доцентом Юсуке Наканиши решила эту проблему. Специалисты разработали метод синтеза большого количества изолированных отдельных нанопроводов из МПР. Они использовали миниатюрные, сквозные трубки из однослойного углерода в качестве основы для сбора и реакции молибдена и теллурия. В результате получались провода и пар. Структуры, диаметром 3 атома, были в 50 раз длиннее аналогов, полученных с помощью существующих методов. Нанотрубки химически не связывались с проводами, эффективно сохраняя их свойства. В частности, они защитили структуры от склеивания.

Просвечивающий электронный микроскоп показал наличие уникального закручивающего эффекта под действием электронного луча. Ранее ученые не наблюдали подобного поведения. Они предположили, что оно станет уникальным свойством изолированных проводов. Переход от прямой к скрученной структуре предлагает новый переключающий механизм для микросхем. Команда надеется, что технология изготовления хорошо изолированных одномерных нанопроводов значительно расширит понимание свойств и процессов в основе 1D-материалов.

Результаты исследования опубликованы в Nano Letters.