آشنایی با سیم­ های نیمه رسانای نانو

سیم­ های نانو ، امروز یکی از رویاهای دیرینه در زمینه­ ی تجهیزات انتقال برق و الکترونیک به لطف تحقیقات انجام شده به وسیله­ ی یک گروه از دانشمندان دانشگاه Bar-Ilan در اسرائیل،به واقعیت تبدیل شده است.این تحقیق توسط دپارتمان انرژی ایالات متحده در ازمایشگاه ملی Brookhaven پشتیبانی شد.تولید سیم­ های نیمه رسانای نانو برای ارائه ­ی دستگاه ­های سریع­تر و پرقدرت­تر یک رویای دیرینه بوده که دست­یابی به آن تا الان دور از دسترس بوده است.

ویژگی های سیم­ های نیمه رسانای نانو

تا امروز نیاز بود که اندازه­ ی طول چسبندگی ابر رساناها خیلی بزرگ باشد و سیم­ های  نانو خیلی نازک نمی­توانستند ابر رساناهای موفقی باشند.ولی این تحقیق نشان داده که طول­ های چسبندگی با اندازه­ ی کوچک می­تواند به شکلی موفقیت­ آمیز هم در درون ابر رساناهای اکسید مسی لایه لایه و هم در خارج از صفحه استفاده شوند و طول چسبندگی حتی کمتر هم باشد.نکته ­ی دیگر این است که آنها می­توانند در محیط­های گرم­تر هم کار کنند و هزینه­ های پروسه­  خنک کردن را تعدیل کنند.

ابر رسانایی چیست ؟

تیم بروک هون سعی کرد که یک ابر رسانایی مشابه را درون یک ماده­ فیلم نازک به وسیله­ قلم­زنی الگوی سیم­ ها و ایجاد فیلم­های نازک ابر رسانای لایه لایه به وجود آورد.با استفاده از سیم­ های نانو هم بافتی پرتو مولکولی آنها در حال ساخت یک ماده­ ساخته شده از لایه ­های اکسید مسی جایگزین و لانتالوم و استرونیتوم هستند.این تکنیک قبلا به شکل موفقیت آمیزی برای ساخت فیلم­ های نازک با قابلیت رسیدن به ابر رسانایی درون یک لایه از اکسید سیم،مورد استفاده قرار گرفته بود.

سیم های  نانو

سیم­ های نانو ، این گروه هزاران حلقه را در یک الگو با استفاده از حکاکی پرتوی الکترونی،”قلم زد”.همه­ ی این حلقه­ ها از “سیم ­های نانو”فقط ۲۵ نانو متر قطر و ۵۰۰-۱۵۰ نانومتر طول داشتند.این آرایه­ ها با الگوی حلقه تا دمای زیر ۲۰ کلوین سرد شدند و به شکل ابر رسانا در آمدند که به وسیله­ مقاومت الکتریکی نشان داده شده توسط آرایه­ ها نشان داده شدند.آنها سعی کردند که بفهمند چگونه مقاومت حلقه با میدان­ های مغناطیسی خارجی تغییر می­کنند.

ویژگی دیگری که  در سیم­ های نانو مورد توجه قرارگرفت و باعث خشنودی دانشمندان شد این واقعیت است که یک تغییر از نوع نوسانی در مقاومت همراه با معرفی میدان مغناطیسی خارجی وجود داشت.فرکانس­های نوسانی بسیار بزرگ به بخش­های مختلف میدان مغناطیسی که روی حلقه اعمال می­شدند،مربوط شد.

نتایج تحقیقات سیم های نانو

فیزیک­دان آزمایشگاه بروک هون آقای بوشوویچ می­گوید:”یک ماده با یک شکل مقاومت مغناطیسی مجزا و قابل تغییر-به خصوص از حالت ابر رسانایی به حالت غیر ابر رسانایی-می­تواند به شدت در مهندسی دستگاه های جدید، مفید باشد.”ایوان بوزوویچ و تیم او-که در نتیجه­ همکاری آلمان-اسرائیل بود-به وسیله­ موسسه تحقیقاتی آلمان حمایت مالی شد و یک کمک هزینه­ تحقیقاتی از سوی وزارت علوم اسرائیل به آن اعطا شد.

این تحقیق می­تواند ما را به درک مکانیزم بهتر ابر رسانایی سوق دهد و این خود باعث طراحی ­های پیشرفته­ تر مواد جدید برای بسیاری از کاربردهای عملی دیگر می­شود.