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由碲和納米管制成的納米線有望成為可穿戴技術(shù)

2020-02-12 10:27:03 ? 來源：

可穿戴的技術(shù)和電子布可能是未來的方式，但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，接線必須牢固，靈活且高效。

密歇根理工大學(xué)的物理學(xué)家研究了氮化硼納米管(BNNT)，將碲原子鏈像一根稻草一樣包裹起來，可以通過光和壓力來控制它們。在與普渡大學(xué)，華盛頓大學(xué)和德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的研究人員合作下，研究小組于本周在《自然電子》雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

隨著對更小，更快的設(shè)備的需求增長，科學(xué)家和工程師開始使用具有某些性能的材料，這些材料可以在現(xiàn)有設(shè)備失去作用或無法充分收縮時(shí)提供。

對于可以放在杯子，桌子，宇航服和其他材料表面的可穿戴技術(shù)，電子布或極薄的設(shè)備，研究人員已開始調(diào)整納米材料的原子結(jié)構(gòu)。他們測試的材料需要隨著人的移動(dòng)而彎曲，但不能隨意彎曲或彎曲，也不能在不同的溫度下保持住，并且仍能提供足夠的汁液來運(yùn)行用戶期望從其臺(tái)式機(jī)和電話上使用的軟件功能。我們還不具備現(xiàn)有或初步的技術(shù)。

正如其納米結(jié)構(gòu)的“管”所暗示的那樣，BNNT在中間是空心的。它們具有很高的絕緣性，并且像奧林匹克體操運(yùn)動(dòng)員一樣堅(jiān)韌。這使它們成為與具有巨大電氣前景的另一種材料(碲)配對的好選擇。碲原子鏈被串成非常細(xì)的納米線的原子粗鏈，并穿過BNNTs的空心中心，變成了一條具有巨大載流能力的細(xì)線。

雅普說：“沒有這種絕緣外套，我們將無法從原子鏈中分離出信號?，F(xiàn)在，我們有機(jī)會(huì)審查它們的量子行為。” “這是任何人第一次創(chuàng)建一個(gè)所謂的封裝原子鏈，您就可以在其中實(shí)際測量它們。我們的下一個(gè)挑戰(zhàn)是使氮化硼納米管變得更小。”

裸露的納米線就像是一門松散的大炮。當(dāng)它與飛散的電子猖contact接觸時(shí)，控制它的電行為(甚至只是了解它)至多困難。碲的納米線是與硒和硫相似的準(zhǔn)金屬，它的金屬和物理性質(zhì)與大容量碲不同。研究人員只需要一種隔離它的方法，BNNT現(xiàn)在就提供了這種方法。

普渡大學(xué)(Purdue University)首席研究員Peide Ye說：“這種碲材料確實(shí)是獨(dú)一無二的。它可以制造出世界上最小的功能晶體管。”他解釋說，研究小組很驚訝地通過透射電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)。德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校認(rèn)為這些一維鏈中的原子會(huì)擺動(dòng)。“硅原子看起來很直，但是這些碲原子像蛇一樣。這是一種非常原始的結(jié)構(gòu)。”

碲化BNNT納米線創(chuàng)建了僅2納米寬的場效應(yīng)晶體管。當(dāng)前市場上的硅晶體管的寬度在10至20納米之間。新的納米線的載流能力達(dá)到1.5x10 ^ 8 cm2，這也擊敗了大多數(shù)半導(dǎo)體納米線。封裝后，研究小組評估了納米管中所含碲原子鏈的數(shù)量，并研究了以六角形排列的單束和三束。

此外，碲填充納米線對光和壓力敏感，這是未來電子技術(shù)的另一個(gè)有希望的方面。該小組還將碲納米線包裹在碳納米管中，但是由于碳的導(dǎo)電或半導(dǎo)電性質(zhì)，無法測量其性質(zhì)。

碲納米線已被捕獲在BNNT中，就像罐中的螢火蟲一樣，但仍有許多謎團(tuán)。在人們開始運(yùn)動(dòng)碲T恤和BNNT系帶的靴子之前，必須先確定這些原子鏈的性質(zhì)，然后才能實(shí)現(xiàn)其可穿戴技術(shù)和電子布的全部潛力。

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