ما هي أسلاك النانو؟
تعتمد الأسلاك النانوية على ركيزة مسطحة من مواد أشباه الموصلات ، مثل السيليكون والجرمانيوم. الأسلاك النانوية هي ببساطة أسلاك صغيرة جدًا. وهي تتكون من معادن مثل الفضة والذهب والحديد. يتم قياس النانومتر كقياس مكاني يبلغ حوالي 10-9 أمتار والتي تستخدم في الغالب في تقنيات النانو لتصنيع آلات النانو. يتم إنشاء الأسلاك النانوية الصغيرة بواسطة جزيئات نانو يبلغ قطرها صغير مثل النانومتر.
نبذة مختصرة عن تقنية النانو
تعتبر تقنية النانو في سلطة المادة بأبعاد من 1 إلى 100 نانومتر تقريبًا ، حيث تسمح ظواهر واحدة فقط من نوعها بتطبيقات الوصف. تتضمن تقنية النانو ، التي تحيط بعلوم وهندسة وتكنولوجيا نونسكالي ، التصوير والقياس والتصميم والتعامل مع المادة بمقياس الطول هذا. بسبب تقنية النانو ، أصبحت سرعة أجهزة الكمبيوتر أكبر من ذي قبل بينما انخفضت قيمة الحوسبة.
لتقنيات النانو العديد من التطبيقات مثل الأسلاك النانوية ، والإلكترونيات النانوية ، والروبوتات النانوية ، والمواد النانوية ، والنانوكوندريا ، وما إلى ذلك. ومن ثم ، تشير التكنولوجيا النانوية إلى عملية التطوير أو القدرة على بذل الجهد باستخدام المواد أو المادة بمقياس من 1 إلى 100 نانومتر. توفر القدرة على التنفيذ في هذا المدى تعويضًا جديدًا للعديد من المنتجات والتطبيقات مثل تلك الموجودة في تصنيع أشباه الموصلات ، والمواد في العلوم ، والطب ، إلخ.
استخدامات الإلكترونيات لتقنية النانو
تعمل تقنية النانو في مجال التكنولوجيا على زيادة قدرة الأجهزة الإلكترونية مع تقليل وزنها واستهلاك الطاقة.
- يحسن شاشات العرض على الأجهزة الإلكترونية.
- زيادة كثافة رقائق الذاكرة
- تقليل حجم الترانزستورات المستخدمة في الدوائر المتكاملة
قد تمسك تقنية النانو بالمفتاح لخلق مساحة للهروب أكثر ملاءمة. جعلت التطورات في المواد النانوية الأجهزة التي تعتمد على الطاقة الشمسية وسلك الرافعة الفضائية ممكنة. من خلال خفض كمية وقود الصواريخ المطلوبة على نطاق واسع ، يمكن لهذه التطورات أن تخفض تكلفة إنجاز المدار والسفر في الفضاء.
أساسيات الأسلاك النانوية
يبلغ قطر الأسلاك النانوية أساسًا نانومترًا واحدًا ، ويعمل المهندس باستخدام 30 و 60 نانومتر.
يتكون الشكل من قضيب شعاع أيوني مثبت عليه مصراع وفتحة وهدف وكاشف على شكل أنبوب. تلعب الأسلاك النانوية دورًا مهمًا في مجال أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، كما أن الروبوتات النانوية هي آلات صغيرة جدًا تم التخطيط لها لوظيفة أو مهام محددة بشكل متكرر مع بعض الدقة في بُعد nonascale. تم تصنيع مجموعة متنوعة من الأسلاك النانوية الأولية والثنائية والمركبة من أشباه الموصلات عبر طريقة VLS ، وتم تحقيق تحكم جيد نسبيًا في قطر الأسلاك النانوية وتوزيع القطر.
هناك طريقتان أساسيتان لتركيب الأسلاك النانوية: من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى. تأتي من أعلى إلى أسفل في متناول اليد لتقليل قطعة كبيرة من المادة إلى قطع صغيرة. يقوم النهج التصاعدي بتركيب الأسلاك النانوية من خلال دمج ذرات الإعلان المكونة. تستخدم معظم تقنيات التوليف نهجًا تصاعديًا. يمكن للترانزستورات النانوية المصنوعة من طرق التصنيع الحجرية التقليدية أن تحسن الأداء في الإلكترونيات nonascale.
هناك أنواع مختلفة من الأسلاك النانوية في التكنولوجيا ، وهي: الأسلاك النانوية المعدنية ، والأسلاك النانوية شبه الموصلة ، والأسلاك النانوية العازلة. هيكل الأسلاك النانوية بسيط للغاية ، مصنوع من مواد متنوعة.
يظهر ترانزستورات السيليكون النانوية البسيطة في الشكل. يعمل ترانزستور السليكون النانوي على تبسيط المعالجة ويسمح بتشغيل الأجهزة وإيقافها بسهولة أكبر.
نانواير
تعرض القنوات التي يبلغ عرضها 60 نانومترًا فرقًا أكبر بكثير في التيار بين حالتي التشغيل والإيقاف مقارنةً بالقنوات المرجعية الأكبر التي يصل عرضها إلى 5 ميكرومتر. يشير هذا إلى أنه عندما يتم تصغير القناة إلى نظام النانو ، فإن النسب الضيقة للغاية تقلل بشكل كبير من التسرب الحالي المرتبط بعيوب في السيليكون. نتيجة لذلك ، تكون الترانزستورات أقل حساسية للضوضاء الإلكترونية في القناة ويمكن تشغيلها وإيقافها بشكل أكثر فعالية.
خصائص الأسلاك النانوية:
- الملكية الميكانيكية:
الكمية الهائلة من حدود الحبوب في مادة سائبة مصنوعة من جزيئات نانوية والتي تسمح بتمديد حدود الحبيبات مما يؤدي إلى مرونة عالية. يتكون الشكل أدناه من جهاز عازل البوابة والركيزة التي تنطوي على تشغيل الخاصية الميكانيكية للأسلاك النانوية.
- خاصية مغناطيسية:
في الخاصية المغناطيسية للجسيمات النانوية ، قد تكون طاقة التباين المغناطيسي هي تلك المصغرة التي يتقلب فيها ناقل المغنطة حرارياً ، وهذا ما يسمى بالمغناطيسية الفائقة. هذه المواد خالية من الذكريات والإكراه. يؤدي لمس الجسيمات المغناطيسية الفائقة إلى فقدان هذه الخاصية الخاصة من خلال الاتصال مع توقع بقاء الجسيمات على مسافة. يتم تحديد الخصائص الإلكترونية والمغناطيسية بشكل غير عادي عند درجة حرارة غير صفرية مثل تغيير العازل المعدني في أكاسيد المعادن والأداء غير السائل Fermi لمركب الإلكترون المترابط للغاية ، وحالة التناظر غير المعهود لجهاز الموصل الفائق عالي Tc. قد يؤدي الجمع بين الجسيمات ذات الطاقة العالية للتباين مع المغناطيسية الفائقة إلى فئة جديدة من المواد المغناطيسية الدائمة.
- الخاصية الحفازة:
نظرًا لوجود مساحة كبيرة ، فإن الجسيمات النانوية المصنوعة من أكسيد المواد الانتقالية تعرض خصائص تحفيزية محفزة. في بعض الحالات الخاصة ، يمكن تحسين الحفز وتحديده بشكل إضافي عن طريق تزيين هذه الجسيمات بمنفضة الذهب والبلاتين.
- خاصية بصرية:
في الخاصية الضوئية ، يتم استخدام تخصيص الجسيمات النانوية غير المتكتلة في بوليمر إلى دليل الانكسار. بالإضافة إلى ذلك ، قد ينتج عن هذا الإجراء مادة ذات خصائص بصرية غير خطية أو خاصية بصرية. تؤدي جزيئات الذهب و Cd se nano في الزجاج إلى ممارسات نانو للتلوين الأحمر أو البرتقالي شبه موصلة ، كما أن بعض مُركب أكسيد البوليمر النانوي يُظهر أداء التألق هو التحول الأزرق مع انخفاض حجم الجسيمات. دوران فاراداي هو أحد التأثيرات البصرية المغناطيسية المدبرة للغاية للسائل الحديدي.
تطبيقات الأسلاك النانوية:
- يمكن تجميع أجهزة الأسلاك النانوية بطريقة عقلانية ويمكن التنبؤ بها للأسباب التالية:
- يمكن التحكم في الأسلاك النانوية بدقة أثناء التركيب
- التركيب الكيميائي
- قطر الدائرة
- طول
- تُستخدم الأسلاك النانوية في البنية الخلوية التي تنقسم إلى هيكل مغاير محوري لـ ex-Gap-GaAs ، والبنية الهيكلية الشعاعية ex- SiGe والجسيمات الفائقة النانوية.
- يتم استخدام الأسلاك النانوية في الغالب في أجهزة الاستشعار مثل مستشعر الأس الهيدروجيني ومستشعر الغاز.
- تستخدم في تصنيع الفوتونات النانوية والنانوبروبس مع درجات حرارة عالية وتكنولوجيا ليزر عالية.
- توجد طرق موثوقة لتجميعها المتوازي.
تمثل الأسلاك النانوية أفضل فئة محددة من كتل البناء النانوية وهذا التحكم الدقيق في المتغيرات الرئيسية قد مكّن في المقابل مجموعة واسعة من الأجهزة واستراتيجيات التكامل التي يتعين اتباعها.
مصدر الصورة:
