Нанотрубки способны спаиваться, заметно улучшая работу устройств

Ученые из университета Иллинойса разработали способ заживления зазоров в проводах, которые слишком малы для обычной пайки.

Результаты исследования во главе с профессором Джозефом Лайдингом и аспирантом Чже Вон До опубликованы в издании Nano Letters.

Углеродные нанотрубки похожи на крошечные полые углеродные провода толщиной в 1 атом — похожи на графен, но цилиндрической формы. Ученые исследовали использование их как транзисторов вместо традиционного кремния, поскольку углеродные нанотрубки легче перемещать на дополнительные основания, такие как тонкие листы пластика, для создания дешевой гибкой электроники или плоскопанельных дисплеев.

Сами по себе углеродные нанотрубки являются высококачественными проводниками, однако создание отдельных трубок, подходящих для работы в качестве транзисторов, является делом непростым. Намного проще изготовить множества трубок, однако току придется преодолевать все соединения между нанотрубками, что замедлит его. В стандартных электрических проводах такие соединения были бы спаяны, а в наномасштабе о пайке говорить не приходится.

«Меня осенило, что в местах соединений при прохождении тока температура повысится», сказал Лайдинг. „А потом можно использовать это для проведения локальных химических реакций с участием металла для нанопайки соединений“.

Процесс нанопайки прост и автономен. Множества углеродных нанотрубок помещаются в камеру, под завязку накачанную металлсодержащими газовыми молекулами. Когда ток проходит через транзистор, соединения нагреваются вследствие сопротивления, когда электроны переходят с одной нанотрубки на другую. Молекулы реагируют на тепло, локально осаждая металл и эффективно спаивая соединения. Затем сопротивление падает, снижается температура, и реакция под названием химическое паровое осаждение прекращается.

Нанопайка занимает считанные секунды и улучшает эффективность устройств на порядок величин — практически до уровня устройств, сделанных из цельных нанотрубок. Метод легко воспроизводится и масштабируется.

«Достаточно просто внедрить химическое паровое осаждение в существующие процессы», сказал Лайдинг. „Технология химического парового осаждения стандартна и коммерчески доступна. Процедура нанопайки — достаточно дешевая“.

«Теперь мы работаем над совершенствованием процесса», заключил Лайдинг.

26.11.2013