幾十年來,,“摩爾定律”一直是芯片制造業(yè)界的“金科玉律”—— 當價格不變時,,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,,性能也將提升一倍。然而隨著納米技術逼近單原子的極限,,近年來芯片行業(yè)的發(fā)展速度已經有所放緩,。好消息是,劍橋和華威大學的研究人員們,,已經直接跳到了“邏輯的終點”—— 將電線縮小到單原子串的寬度,!
通過將碲(tellurium)注入碳納米管,研究人員們制造出了“全球最薄”的納米線,。
其實在三維(3D)世界中,,是沒有純一維(1D)或二維(2D)材料的。即使是一張薄紙片,,它也是有厚度的,,但為了簡化思考,我們可以把石墨烯這種單原子層材料認為是只有長度和寬度,。
這種“一維究極納米線”的理念,,和二維的石墨烯材料有著共通之處。它由碲元素制成,,僅單原子寬高,。但出于穩(wěn)定性的考慮,研究人員們還是將它“禁錮”在了碳納米管中,。
不過這種單原子微觀尺度也帶來了一些問題,,比如原子經常演繹出與照科學家設想不一致的行為。另外缺少結構束縛的話,,一維材料就很容易分解掉,。
論文一作 Paulo Medeiros 表示:
處理尺度如此微小的材料時,通常需要將它放在某個表面上,。但問題是,,這些表面通常有電抗性。
好消息是,,碳納米管在化學上相當惰性,,不僅能夠固定住這種一維結構,還不影響它的導電性,。
然而這只是我們開始系統理解一維材料物理和化學性質的開始,,仍有許多基本的物理知識等待著我們去揭開。
此外團隊還發(fā)現,,通過改變納米管的直徑,,他們能夠控制碲的其它特性。通常情況下,,該元素是一種半導體,。但在嚴格限制的條件下,,它的行為就更像是一種金屬了。
制造這等尺度的導線,,有助于將電子電路的損耗進一步降低,,給手機和可穿戴等便攜設備注入更強大的性能。有關這項研究的詳情,,還請翻閱至近日出版的美國化學學會《納米》(ACS Nano)期刊,。