(PhysOrg.com) - Halvledare utgör grunden för många olika vägar för enhetsforskning. Verkligen, många av de tekniska enheter som är vanliga i vårt samhälle är beroende av halvledare. Dock, när vi alltmer utforskar möjligheterna på nanoskala, nya halvledarmaterial behövs. Ett av de mer lovande halvledande materialen på denna nivå är kolnanoröret (CNT).
"Det finns ett stort löfte om att använda kolnanorör för sensorer." Ning Xi berättar PhysOrg.com . Xi är John D. Ryder professor i el- och datateknik vid Michigan State University, och leder en grupp som arbetar med att konstruera CNT -bandgap för användning som infraröda sensorer. Xi arbetade med Kin Wai Chiu Lai, Carmen Kar Man Fung och Hongzhi Chen i Michigan State, och Tzyh-Jong Tarn vid Wasington University i St. Louis för att utveckla en process som beskrivs i Tillämpad fysikbokstäver :"Konstruera bandgapet för kolnanorör för infraröda sensorer." Detta projekt stöds av Office of Naval Research.
”För halvledarmaterial, bandgapet är en av de viktigaste parametrarna, ”Förklarar Xi. ”Bandgapet representerar hur mycket energi som behövs för att flytta en elektron. För att elektronen ska röra sig, det måste kunna hoppa över detta gap. Du måste ändra materialets sammansättning för att ändra bandgapet, och det här är väldigt svårt. Människor har försökt alla möjliga sätt att göra detta i åratal. ”
När det gäller sensorer, att använda CNT med olika bandgap kan hjälpa till att identifiera olika typer av ljus. "Infrarött ljus har en viss våglängd, ”Säger Xi. ”Du behöver ett visst bandgap för att upptäcka detta. Om du har nanorör med olika bandgap, du kan designa en sensor för att upptäcka olika spektrum av infrarött. Och eftersom dessa nanorör är så små, att ställa in olika CNT med olika bandgap är möjligt. ”
För att konstruera bandgapen så att de kan tillhandahålla de halvledande sensorerna, Xi och hans kollegor skapade en process för att ta bort lager av flerväggiga CNT. ”Det intressanta med kolnanorör är att bandgapet beror på radien. Om du har en nanorör med flera väggar, du kan skala bort det yttre lagret för att ändra radien. Och det förändrar bandgapet också. Istället för att byta halvledarmaterial, det är möjligt att ställa in bandgapet till rätt värde, ett steg i taget."
Xi och hans kollegor och samarbetspartner utvecklade en process som tillåter dem att använda feedbackkontroll för att ta bort lager av flerväggiga CNT. "Vi kunde göra detta experimentellt, relativt enkelt jämfört med tidigare processer för bandgapinställning, ”Påpekar Xi. ”Vi kunde generera olika typer av kolnanorör med olika bandgap, och kan upptäcka flera våglängder av ljus över ett spektrum. ”
Att kunna ställa in ett bandgap utan att behöva göra ett nytt material är ett stort steg framåt inom halvledare, och Xi hoppas att denna process kan användas för andra ändamål. ”Vi är främst intresserade av infraröda nanosensorer, men det kan finnas andra applikationer för denna teknik. ”
Copyright 2009 PhysOrg.com.
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivet eller omfördelat helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.
