(PhysOrg.com) - Forskare från NIST Center for Nanoscale Science and Technology och Sandia National Laboratories har publicerat en detaljerad genomgång av nyare experimentella och teoretiska arbeten som lyfter fram den ovanliga fysiken och materialvetenskapen hos elektriska kontakter till nanostrukturer.

I den Naturens nanoteknik artikel, forskarna förklarar att befintliga modeller av elektriska kontakter i bulkhalvledarenheter är otillämpliga på nanoskala, och hävdar att för att nanosystem ska kunna utvecklas till praktisk användning, det är viktigt att kontrollera laddningen vid de elektriska kontakterna.

Nya modeller krävs för att förstå kontaktbildning och avgiftstransport. I konventionella kontakter, gränssnittet mellan en metall och en halvledare är plan, men nanokontakter har flera möjliga geometrier, var och en med unika egenskaper. Kinetiken och termodynamiken för metall/nanostrukturgränssnitt skiljer sig också från bulkens på grund av deras små sidodimensioner och på grund av nanostrukturernas större förmåga att ta emot spänningar. Tre exempel illustrerar omfattningen av kontakter som är möjliga med olika nanomaterial.

Först, plötsliga epitaxiella silicid/kisel nanotrådövergångar med nya orienteringar kan bildas vid temperaturer långt under de som krävs för tunna metallfilmer, ger nya möjligheter för framväxande anordningar som t.ex. MOSFET och SpinFET av metall.

Andra, för metallkontakter till kolnanorör, katalytiskt driven karbonisering av gränssnittet resulterar i en elektriskt transparent grafen-CNT-kontakt.

Till sist, Att skapa ohmska kontakter med låg resistans till halvledarnanotrådar har visat sig vara utmanande och kräver ny förståelse för dopning på nanometerskala.

Forskarna drar slutsatsen att bättre förståelse av den grundläggande vetenskapen om nanoskala kontakter är nödvändig för att tillåta nanoskala material som kan inkorporeras i användbara nya enhetsdesigner.