การแตกหักปัญหาของมวลชนทำให้เกิดการแยกระดับโมเลกุล

Anonim

ขั้วอิเล็กโทรด Nanogap ซึ่งเป็นคู่ของขั้วไฟฟ้าที่มีช่องว่างระหว่างนาโนเมตรจะดึงดูดความสนใจเป็นโครงเพื่อศึกษาความรู้สึกหรือเทียมโมเลกุลโครงสร้างที่มีขนาดเล็กที่สุดที่พบได้ในธรรมชาติ จนถึงปัจจุบันนี้ได้รับการตระหนักโดยใช้วิธีการทั่วไปในการแยกจุดเชื่อมต่อที่ควบคุมด้วยกลไกการสแกนทางแยกย่อยที่ใช้กล้องจุลทรรศน์ในอุโมงค์หรือจุดเชื่อมต่อที่แยกได้จาก electromigrated อย่างไรก็ตามเทคนิคเหล่านี้ไม่มีประโยชน์สำหรับการใช้งานเนื่องจากขาดความสามารถในการปรับขนาดได้ ทีมจาก TU Delft ร่วมมือกับนักวิจัยจาก KTH Royal Institute of Technology ประเทศสวีเดนได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการสร้างโมเลกุลแยก

นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการฝากฟิล์มบาง ๆ ของไทเทเนี่ยมไทเทเนียมเปราะ (TiN) บนแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน (ดูรูป) หลังจากนั้นสายทองเล็ก ๆ อาจวางอยู่บนยอดของเคี้ยวทิพย์ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าฟิล์ม TiN อยู่ภายใต้ความเค้นแรงดึงที่ตกค้างสูงเนื่องจากกระบวนการผลิต ดังนั้นเมื่อถอดชั้นไนไตรด์ไททาเนียมออกจากพื้นผิวที่อยู่ภายใต้กระบวนการที่เรียกว่าการปล่อยสารกัดกร่อนรอยแตกขนาดเล็ก ๆ จะปลดปล่อยความเครียดซึ่งคล้ายกับรอยแตกซึ่งบางครั้งเกิดขึ้นในกระจกของเครื่องปั้นดินเผา

ขั้นตอนการแตกร้าวนี้เป็นกุญแจสำคัญในการสร้างวิธีการเชื่อมต่อแบบใหม่ สายทองวิ่งข้ามรอยร้าวจะยืดออกและทำลายลงในที่สุด ช่องว่างในสายทองที่ปรากฏจึงมีขนาดเล็กที่สุดเท่ากับโมเลกุลเดี่ยว นอกจากนี้ขนาดของจุดเชื่อมต่อเหล่านี้สามารถควบคุมได้โดยการควบคุมความเครียดใน TiN โดยใช้เทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็ก นอกจากนี้นักวิจัยยังสามารถเชื่อมโยงโมเลกุลเดี่ยวกับสายทองที่หุ้มเกราะเพื่อวัดค่าการนำไฟฟ้า

เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถนำมาใช้ในการผลิตตัวเชื่อมต่อระดับโมเลกุลในรูปแบบที่สามารถปรับขยายได้ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้หลายรูปแบบแบบขนาน วิธีการนี้ยังสามารถขยายไปยังชั้นเรียนอื่น ๆ ของวัสดุโดยการแทนทองกับวัสดุอิเล็กโทรดใด ๆ ที่แสดงคุณสมบัติที่น่าสนใจไฟฟ้าเคมีและ plasmonic สำหรับการใช้งานในโมเลกุลอิเล็กทรอนิกส์และ spintronics, nanoplasmonics และ biosensing

menu
menu