Nanoteknologer vid University of Twente forskningsinstitut MESA+ har, för första gången, demonstrerade kvanteffekter i små nanotrådar av iridiumatomer. Dessa effekter, som uppstår vid rumstemperatur, är ansvariga för att se till att ledningarna nästan alltid är 4,8 nanometer – eller multiplar av dessa – långa. De hittade bara effekterna när de inte lyckades skapa långa nanotrådar av iridium. Naturkommunikation publicerar forskningen idag.

Det finns ett ökande intresse för metalliska nanotrådar inom forskarvärlden. Det beror dels på att de är extremt användbara som en del av (nano-)elektronik och dels för att nanotrådar lämpar sig för att uppnå mer insikt i de exotiska och unika fysiska egenskaperna hos endimensionella system. År 2003, UT-forskare, Prof. Harold Zandvliet och hans forskargrupp, hade redan lyckats – med hjälp av självmontering – att skapa nanotrådar av platinaatomer på en yta. Eftersom guld och iridium båda är nära besläktade med platina, nanotrådar av dessa material var följande logiska steg. Forskarna lyckades skapa långa trådar med guld, men när de nyligen ville upprepa tricket med iridium, det visade sig att trådlängderna endast förekom i enheter om 4,8 nanometer.

Ett misslyckande?

Experiment misslyckades, du kanske tror, men så är inte fallet. Ytterligare undersökning av de bildade nanotrådarna gav nämligen en överraskande upptäckt:nästan alla trådar som bildades hade en längd på 4,8 nanometer, eller multiplar därav, och de innehöll nästan alla tolv iridiumatomer, eller en multipel därav. Forskarna hittade förklaringen till detta i kvanteffekter. Trådarna på 4,8 nanometer (eller multipler av dessa) verkar vara elektroniskt stabiliserade av ledningselektroner vars (halva) våglängd (eller en multipel därav) passar exakt i nanotråden. Förekomsten av dessa stående elektronvågor i nanotrådarna kunde demonstreras experimentellt. Eftersom denna stabiliserande effekt inte kommer att inträffa i nanotrådar av iridium av en annan längd, de bildas långsammare.

Det som gör kvanteffekter i nanotrådarna ännu mer intressanta är att de uppstår vid rumstemperatur, medan många kvanteffekter endast uppträder vid extremt låga temperaturer.

Artikeln har titeln "Electronically Stabilized Nanowire Growth."