Наноразмерные «коаксиальные кабели»

Исследователи разработали новый тип нанопровода – крошечный аналог коаксиального кабеля.

Нанопровод, созданный учеными из Национальной Лаборатории Возобновляемой Энергии США и Национальной лаборатории Лоуренса Беркли может существенно улучшить ключевые способы использования возобновляемой энергии, в особенности – солнечной, а также может внести существенный вклад в развитие новых технологий – квантовых компьютеров и наноэлектроники.

Обычный коаксиальный кабель состоит из центрального медного провода, симметрично окруженного многожильным сплетенным медным проводником. Два проводника разделены изолирующим материалом. Внешний медный жгут служит для отвода электронов, уже прошедших по центральному проводу, он также может рассматриваться как канал для дырок, движущихся в направлении, противоположном движению электронов. Изолятор разделяет заряды, протекающие по монопроводу и жгуту.

Поперечное сечение наноразмерного коаксиального кабеля. Азот, фосфор и галлий обозначены синим, желтым и лиловым цветами соответственно. Белыми сферами отображены атомы водорода. (По материалам Nano Lett.)

Копируя структуру коаксиального кабеля на наноуровне, американские исследователи использовали два полупроводниковых материала: нитрид галлия (GaN) и фосфид галлия (GaP). Было получено два образца: один с ядром из GaN и оболочкой из GaP, и его «зеркальное отражение» – ядро из GaP и оболочка из GaN. Благодаря особенностям проводимости GaN и GaP ни в одном из образцов нет потребности в использовании изолятора между слоями бинарных соединений галлия.

Диаметр нанопроводов составляет около 4 нм. Интересно, что такие размеры обусловлены проблемами с предварительным компьютерным моделированием материала – один из авторов работы утверждает, что, хотя сходный эффект можно было ожидать для нанопроводов вплоть до 15 нм в диаметре, компьютеры просто не смогли рассчитать свойства более толстых нанопроводов за разумное время и исследователи решили не рисковать.

www.chemport.ru