نـانو سـیم هـای کوانتـومی ســاختار های قابــل تــوجهی در زمینــه های نانو اِسـپینتِرونیک ، نانو فوتونیــک ، نانو اِلکترونیک (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: سـاختار های یک بعدی مانند نانو لوله هـا ، نـانو سـیم هـا و سـیم هـای کوانتـومی ســاختار های قابــل تــوجهی در زمینــه های نانو اسـپینترونیک ، نانو فوتونیــک ، نانو الکترونیک و... به شمار میآینـد.
دلیـل ایـن توجـه، بـزرگ بـودن نسبت طول به قطـر آنهـا و تفـاوت در خصوصـیات الکتریکـی، اپتیکی، شیمیایی و مغناطیسی آنهـا اسـت کـه منجـر بـه اسـتفاده بــه عنــوان بلــوک هــای ســازنده در وســیله هــای الکترونیــک و اُپتو الکترونیک نانو مقیاس شده است. روش های متفـاوتی جهـت دستیابی به نانو آرایه های یک بعدی ذکر شده است، از جمله آنهـا میتوان روشهای بر پایه لیتوگرافی (لیتوگرافی با پرتو الکترونـی، لیتـوگرافی نــوری، الکتریکــی ، اشـعه یــونی ، لیتـوگرافی ،توسـط میکروسکوپ های روبشی) ،روش رسوب از فاز بخار (رسوب فیزیکـی بخـار و رسـوب شـیمیایی بخار) و روشهای مبتنی بر استفاده از تمپلت را نام برد.الکترون در اتم ، علاوه بر این که تحت تأثیر نیروی جاذبه هسته ، به دور آن می چرخد، دارای یک حرکت چرخشی به دور خود نیز می باشد.
ماهیت الکترومغناطیسى نانو ذرات در مواد مغناطیسى، مولکولها و اتم هاى سازنده ى آن خاصیت الکترومغناطیسى دارند. به بیان ساده تر عناصرى مانند آهن، کبالت، نیکل و آلیاژ هاى آنها که توسط آهنربا جذب میگردد. مواد مغناطیسى نامیده میشود.طبقه بندى مواد الکترو مغناطیسى بر اساس پذیرفتارى مغناطیسى (قابلیت مغناطیسى شدن ماده ) انجام میشود. بر این اساس مواد را به سه گروه فرومغناطیس، پارامغناطیس و دیامغناطیس دسته بندى میکنند. برایند گشتاور دو قطبى در مواد دیامغناطیس الکترومغناطیسى صفر است و در حضور میدان مغناطیسى، گشتاور دو قطبى در آنها القا میشود؛ اما جهت این دو قطبى هاى القا شده برخلاف جهت میدان مغناطیسى خارجى است که باعث میشود ماده ى (دیامغناطیس) از میدان مغناطیسى دفع شود. با حذف میدان مغناطیسى خارجى، خاصیت مغناطیسى این مواد باقى نمیماند. پذیرفتارى مغناطیسى این مواد منفى و خیلى کم (در حدود 6-10 -تا 3-10 ) میباشد. تمام گازها (جز اکسیژن) ، آب، نقره، طلا، مس ، الماس ، گرافیت ، بیسموت و بسیارى از ترکیب هاى آلى (دیامغناطیس) هستند. دو قطبى هاى مغناطیسى در ماده ى پارامغناطیس، داراى سمتگیرى مشخص و منظمى نیستند؛ در نتیجه این مواد خاصیت مغناطیسى ندارند. اگر آنها درون یک میدان مغناطیسى قرار داده شوند، در راستاى خط هاى میدان مغناطیسى منظم میشوند. با حذف میدان مغناطیسى، دوقطبى هاى مغناطیسى دوباره به سرعت به وضعیت قبلى که در غیاب میدان داشتند، بر میگردند. به این ترتیب، مواد پارامغناطیس در میدانهاى نانو الکترو مغناطیسى قوى خاصیت مغناطیسى پیدا میکنند. نانو سیم ها nano wire دارای ساختاری که از نسبت طول به عرضِ شگفت انگیز برخوردارند. نانو سیم ها بسیار نازک هستند - ایجاد نانو سیمی با قطر فقط یک نانومتر امکان پذیر است، از نانو سیم ها برای ایجاد کوچکترین ترانزیستور (نانو ترانزیستور ها) استفاده میشود. نانو سیم Nano wire می تواند خواص عایق ،نیمه هادی یا فلز را داشته باشد. عایق ها بار الکتریکی را تحمل نمی کنند ، در حالی که فلزات بارهای الکتریکی بسیار خوبی دارند. نیمه هادی ها بین این دو قرار دارند و تحت شرایط مناسب شارژ می شوند. با قرار دادن سیم های نیمه هادی در پیکربندی مناسب می توان ترانزیستور هایی ساخت که یا به عنوان سوئیچ یا تقویت کننده عمل می کند .برخی از ویژگی های جالب و ضد انعطاف پذیر نانو سیم ها به دلیل مقیاس کوچک است.
نتیجه گیری :
سـاختار های یک بعدی مانند نانو لوله هـا ، نـانو سـیم هـا و سـیم هـای کوانتـومی ســاختار های قابــل تــوجهی در زمینــه های نانو اِسـپینتِرونیک ، نانو فوتونیــک ، نانو اِلکترونیک و... به شمار میآینـد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک