Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Rozwój nanoelektroniki: modele i mechanizmy

Naukowcy badali miniobwody z nanostrukturalnego węgla pod kątem urządzeń o wysokiej częstotliwości do zastosowania w telekomunikacji i biomedycynie.
Rozwój nanoelektroniki: modele i mechanizmy
Głównym trendem w nowoczesnej elektronice i optoelektronice jest dążenie do poszerzenia zakresu częstotliwości do wartości teraherców i podczerwieni poprzez wykorzystanie nanotechnologii. Układy nanoelektroniczne, których podstawowe elementy mają wymiary atomów, zwiększają integrację elementów oraz zmniejszają zużycie energii. Wśród nanomateriałów cieszących się największym zainteresowaniem znajdują się nanostruktury węglowe, w tym jedno- i wielościenne nanorurki węglowe (CNT), wstążki grafenowe i węgiel cebulowy grafen.

W ramach finansowanego ze środków UE projektu CACOMEL (Nano-carbon based components and materials for high frequency electronics) badano liniowe i nieliniowe zjawiska elektromagnetyczne w nanostrukturalnym węglu stosowanym w nanoobwodach. Projekt obejmował badania teoretyczne i doświadczalne mechanizmów fizycznych stojących za tymi zjawiskami.

Partnerzy opracowali koncepcję zgodności elektromagnetycznej układów z nano elementami na podstawie klasycznej elektrodynamiki i kwantowej teorii transportu w nanostrukturach. Ponownie rozważono klasyczne koncepcję zgodności elektromagnetycznej przy uwzględnieniu korelacji kwantowych i tunelowania, a także interakcji spinowo-spinowych i dipolowo-dipolowych. Koncept przedstawiono na przykładzie połączeń opartych na technologii CNT.

Zespół projektu CACOMEL otrzymał pierwsze dowody eksperymentalne potwierdzające występowanie miejscowego rezonansu plazmonowego w materiałach kompozytowych zawierających jednościenne nanorurki węglowe (SWCNT), które były zależne od długości nanorurek. Naukowcy opracowali również numeryczną metodę obliczania struktury elektronicznej nieczystości punktowych w SWCNT.

Porównanie właściwości dielektrycznych i elektromagnetycznych w zakresie częstotliwości mikrofalowych kompozytów z domieszką azotu oraz czystych kompozytów na bazie CNT wykazały, że dodawanie domieszek ma duże znaczenie. Obserwacje doświadczalne wykazały wzmocnienie elektromagnetyczne w materiałach kompozytowych CNT z domieszką, zgodnie z teoretycznym modelem metalizacji z półprzewodnikowych materiałów kompozytowych CNT.

Transport elektroniczny nanopołączeń węgla modelowano przy pomocy macierzy nanowstążek grafenowych i wiązek CNT. Modele te były również stosowane do badania skomplikowanych problemów związanych z nanopakowaniem.

Naukowcy uzyskali w drodze syntezy wysoko przewodzące nanometrycznie półprzezroczyste pirolityczne powłoki węglowe na podłożach dielektrycznych. Powłoki te wykazują bardzo wysoką absorpcję do 50% energii padającej, co sprawia, że mogą być z powodzeniem wykorzystywane w osłonach elektromagnetycznych.

Badanie nieliniowości trzeciego rzędu w SWCNT ujawniło lokalizację nośnika, a także tunelowanie przez bariery izolacyjne pomiędzy regionami przewodzącymi. W ujęciu ogólnym wyniki projektu CACOMEL przyczyniły się do rozwoju nanoelektromagnetyki, nowej dyscypliny badawczej mającej ważne znaczenie w dziedzinie telekomunikacji, biomedycyny i cyberbezpieczeństwa.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Nanoelektronika, nanostrukturalny węgiel, teraherc, nanorurki węglowe, grafen
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę