• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Nanoväänded: muudetava funktsionaalsusega grafeen-nanomaterjalid

5.01.2012 by Stiina Kristal 3 Comments

Elektroonilised vidinad muutuvad üha väiksemateks, seda tänu aatomskaalas seadmetega. Mitmed teadlased usuvad aga, et selle kahanemise lõpp pole enam kaugel: ilma alternatiivita ränipõhistele tehnoloogiatele jääb elektroonikaseadmete suurus pidama. Üheks paljulubavaks alternatiiviks on aga grafeen – õhim materjal, mis inimesele teada. Puhas grafeen pole aga pooljuht, ent siiski saab seda muuta nii, et ilmneksid hämmastavad elektroonilised omadused. Parimate grafeenipõhiste materjalide leidmine tooks endaga kaasa nanoelektroonika, optika ja spintroonika uue põlvkonna.

Nanovääne. Pilt: Rensselaer Polytechnic Institute

Rensselaer’i Polütehnilise Instituudi teadlased kasutasid maailma ühe võimsaima ülikoolipõhise superarvuti abi, et kirjeldada grafeeni uue vormi – nn. nanoväänete (ingl. k. nanowiggle) – omadused. Leiti, et grafiidi nanoribasid saab eraldada mitmeteks erinevateks pinnastruktuurideks ehk nanovääneteks. Igaüks neist struktuuridest omab väga erinevaid magnetilisi ja juhtivusomadusi. Antud uurimuse tulemuste abil saavad teadlased justkui šablooni abil valida välja need grafeeni nanostruktuurid, mis sobivad antud konkreetse ülesande jaoks, kirjutab Physorg.com.

,,Grafeen-nanomaterjalidel on suurel hulgal huvitavaid omadusi, kuid siiani on raske olnud valmistada defektivabasid struktuure. Seega on need raskestivalmistatavad nanostruktuurid innovatsiooni ja turu vahel praktiliselt ületamatuks barjääriks,” sõnas üks uurimuses osalenud teadlasi Vincent Meunier. ,,Nanoväänete eeliseks on see, et neid saab lihtsasti ja kiiresti väga pikkade ja homogeensetena valmistada.”

Nanoväänded avastasid alles hiljuti Šveitsi EMPA teadlased. Need nanoribad moodustatakse alt-üles meetodil, sest need pannakse keemiliselt aatom-aatomi kaupa kokku. See on väga erinev lähenemine tavalise grafeeni valmistamise meetodiga võrreldes, kus võetakse olemasolev materjal ja lõigatakse sellest välja uus struktuur. See protsess annab tihti materjali, mis pole mitte täielikult sirge vaid omab sakilisi ääri.

Nanoväändeid saab kergesti valmistada ning muuta, et anda parasjagu tahetavad juhtivad omadused. Meunier ja tema töörühm otsustasid nanoväändeid lähemalt uurida, et selle tulevikurakendusi paremini mõista.

,,Meie nanoväänete omaduste analüüsi tulemused olid veelgi üllatavamad kui varem arvatud,” sõnas Meunier.

Teadlased uurisid arvutusliku analüüsi abil erinevaid nanoväänete struktuure. Neil struktuuridel on oma äärte kuju järgi erinevad nimetused, nende hulgas tugitool (ingl. k. armchair), tugitool/siksak (ingl. k armchair/zigzag), siksak ning siksak/tugitool. Kõik nanoribade äärte struktuurid näevad välja väändelised, justkui üle puulehe roomav röövik. Meunier nimetas need struktuurid nanovääneteks, märkides, et kõigil neil on täiesti erinevad omadused.

Uurimusest selgus, et erinevatel nanoväänetel olid väga erinevate suurustega keelutsoonid. Keelutsooni laius määrab ära selle, kui hästi aine elektrit juhib. Seega olid sõltuvat juhtivusest ja keelutsooni laiusest ainete magnetilised omadused erinevad. Selle teadmise abil saavad teadlased oma rakendusele mõeldes valmistada just sobiva keelutsooni ja magnetiliste omadustega nanostruktuuri.

Meunieri ja tema töögrupi uurimuse tulemuseks onjuhend selleks, kuidas nanomaterjale lihtsalt valmistada ja erinevateks rakendusteks, seehulgas fotoelementide, pooljuhtide ja spintroonika jaoks sobivalt kohandada.

Tänu superarvuti kasutamisele kulus kõigi arvutuste tegemiseks vaid mõni kuu. ,,Ilma selleta kestaksid need arvutused ka aasta pärast ning me poleks seda huvitavat avastust teinud. See eksperiment on selgelt hea näide superarvutite olulisest rollist teaduses,” ütles Meunier.

Allikas

Teadusartikkel: “Emergence of Atypical Properties in Assembled Graphene Nanoribbons“

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Teadustöö grafeeni ja boornitriidi kaksikkihtmaterjali valmistamisest võib tähendada läbimurret transistoritööstuses
  2. Mikroskoopilised juhtmed ämbliku võrguniidist
  3. Valmistati terahertskiirguse ribafilter ning polarisaator
  4. Metamaterjalide uus katsemeetod
  5. Nanomaterjalide valmistamise uus meetod
  6. Teadlased leidsid uue viisi grafeeni oksüdeerimiseks
  7. Veelgi huvitavam grafeen
  8. Mullid teevad liitium-õhk akude alal rekordeid
  9. Grafeenlehtedes avastati uus elektriline olek
  10. Defektid võivad grafeensensoreid paremaks muuta

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Grafeen&Grafaan, Materjalimaailm

Comments

  1. ... says

    6.01.2012 at 10:13 am

    Tere.
    Mis on nanoväänete keelutsoonid ja mismoodi saavad nad olla erinevad keelutsoonid?

    Tänan.

  2. Stiina Kristal says

    6.01.2012 at 3:01 pm

    Keelutsooni kui üldise mõiste kohta saad rohkem informatsiooni näiteks siit:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Band_gap

    Artiklis on tahetud öelda, et mitte keelutsoonid ise pole erinevate nanoväänete puhul erinevad, vaid erinev on nende laius.

    S.

  3. ... says

    7.01.2012 at 12:36 pm

    Tänud selgitamise eest.

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in