Murskataan massatuotettujen molekyyliyhteyksien ongelma

Anonim

Nanogap-elektrodit, pohjimmiltaan elektrodien parit, joiden välissä on nanometrinen rako, kiinnittävät huomiota rakennustelineisiin, jotta voidaan tutkia, tuntea tai hyödyntää molekyylejä, pienimpiä pysyviä rakenteita, joita esiintyy luonnossa. Toistaiseksi tämä on toteutettu käyttämällä yhteisiä menetelmiä mekaanisesti ohjatuilla katkaisukohteilla, skannaamalla tunnelointiin perustuvaa mikroskooppiin perustuvaa katkaisuyhteyttä tai elektromigroituja katkaisuyhteyksiä. Nämä tekniikat eivät kuitenkaan sovellu sovelluksiin skaalautuvuuden puutteen vuoksi. TU Delftin tiimi yhdessä KTH Royal Institute of Technologyin tutkijoiden kanssa Ruotsissa on kehittänyt uudenlaisen tavan valmistaa molekyyliyhteyksiä.

Tutkijat aloittivat levittämällä ohut, hauraan titaaninitridin (TiN) kalvo piikiekolla (ks. Kuva). Sen jälkeen pieni kultajohto voitaisiin sijoittaa hauraan TiN: n päälle. Tutkijat havaitsivat, että TiN-kalvolla on suuri jäännösvastuslaitos johtuen valmistusprosessista. Näin ollen, kun titaaninitridikerros irrotetaan sen alapuolisesta substraatista prosessin avulla, jota kutsutaan vapautus syövyttämällä, muodostuu pieniä halkeamia kannan vapauttamiseksi - samanlaiset kuin halkeamat, jotka joskus muodostavat keramiikan lasituksessa.

Tämä halkeiluprosessi on avain uuteen risteyskäsittelymenetelmään. Kulmat, jotka kulkevat halkeamien yli, venytetään ja lopulta katkeavat. Tällöin esiintyvät kultajohtojen aukot ovat yhtä pienet kuin yksittäinen molekyyli. Lisäksi näiden liitosten mitat voidaan ohjata kontrolloimalla kanta TiN: ssä käyttäen tavanomaista mikrovalmistusmenetelmää. Lisäksi tutkijat pystyivät yhdistämään yksittäisiä molekyylejä rypytettyihin kultajohtoihin niiden sähköisen johtavuuden mittaamiseksi.

Tätä uutta tekniikkaa voitaisiin käyttää molekyyliyhteyksien tuottamiseen skaalattavalla tavalla - jolloin miljoonat niistä voidaan valmistaa rinnakkain. Menetelmää voidaan laajentaa myös muihin materiaaliluokkiin korvaamalla kulta millä tahansa elektrodimateriaalilla, jolla on mielenkiintoisia sähköisiä, kemiallisia ja plasmoniaktiivisia ominaisuuksia molekyylielektroniikan ja spintroniikan, nanoplasmonioiden ja biosensoinnin sovelluksiin.

menu
menu