(PhysOrg.com) -- Genom att koppla ihop enstaka nanoobjekt, forskare kan tillverka små solid state-enheter genom vilka en exakt kontrollerad enelektronström kan flöda. Under de senaste åren, forskare har utvecklat olika metoder för att koppla samman enskilda nanoobjekt, som metalliska nanopartiklar, halvledande nanokristaller, och molekyler. Dock, när storleken på nanoobjekten minskar, effektiviteten av dessa metoder minskar också, så att de flesta metoder ger ett lågt utbyte på en skala av några nanometer. I en ny studie, forskare har utvecklat ett nytt sätt att koppla samman enskilda nanoobjekt som kan övervinna dessa utmaningar och möjliggöra skapandet av nya nanoenheter.

Forskarna, Anne Bernard-Mantel från CNRS och Universite Paris-Sud i Palaiseau, Frankrike, och medförfattare har publicerat sin studie om den nya högavkastningsmetoden för att koppla samman enstaka nanoobjekt i ett färskt nummer av Nanoteknik . Förutom den ökade effektiviteten i små skalor, den nya metoden är också kompatibel med ett mer varierat utbud av material, såsom mycket syrekänsliga ferromagnetiska material. I kontrast, Tidigare metoder kunde inte använda dessa metaller på grund av deras mottaglighet för oxidationsproblem.

I deras studie, forskarna visade två liknande tillverkningsprocesser. Båda processerna börjar med en bottenelektrod och ett tunt lager av aluminiumoxid. I den första processen, en samling av nanopartiklar deponeras, följt av ytterligare ett tunt lager aluminiumoxid, och sedan ett resistskikt. Med hjälp av en nanoindentationsteknik, forskarna borrade ett nanohål i resistskiktet och fyllde det sedan med metall för att bilda den övre elektroden. Botten av nanohålet kommer till en extremt vass spets som ansluter till endast en nanopartikel. I den andra processen, den enda skillnaden är att aluminiumoxidaggregatet avsätts efter resistskiktet.

Slutresultatet är en solid state-enhet som består av en samling nanopartiklar, medan endast en nanopartikel är ansluten till både den övre och nedre elektroden. Forskarna demonstrerade processerna med nanopartiklar så små som 2 nm i diameter. De använde också olika material, inklusive metalliska och halvledande nanopartiklar, samt icke-magnetiska och ferromagnetiska elektroder.

I motsats till komplexa och dyra tekniker som elektronstrålelitografi, den nya metoden erbjuder en enklare, billigare alternativ som även ger högre avkastning i mycket liten skala. Eftersom den nya metoden också är kompatibel med ferromagnetiska material, den skulle kunna användas för att undersöka nanospintronik. Andra möjligheter inkluderar tillverkning av kemiskt odlade nanopartiklar och molekylära nanomagneter.

"Nästa steg är nu att anpassa denna teknik för att koppla ihop isolerade molekylära magneter, ” berättade medförfattare Karim Bouzehouane från CNRS och Universite Paris-Sud PhysOrg.com .

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivs eller omdistribueras helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.