سیم­‌های نانو

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:سیم­‌های نانو، امروز یکی از رویا‌های دیرینه در زمینه­‌ی تجهیزات انتقال برق و الکترونیک به لطف تحقیقات انجام شده به وسیله­‌ی 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 سیم­‌های 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.

 

ویژگی‌های سیم­‌های نیمه رسانای نانو

تا امروز نیاز بود که اندازه­‌ی طول چسبندگی ابر رسانا‌ها خیلی بزرگ باشد و سیم­‌های نانو خیلی نازک نمی­توانستند ابر رسانا‌های موفقی باشند. ولی این تحقیق نشان داده که طول­‌های چسبندگی با اندازه­‌ی 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 هزینه­‌های 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 سیم­‌ها و ایجاد فیلم­های نازک ابر رسانای لایه لایه به وجود آورد. با استفاده از سیم­‌های 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 فیلم­‌های نازک با قابلیت رسیدن به ابر رسانایی درون یک لایه از اکسید سیم، مورد استفاده قرار گرفته بود.

سیم‌های نانو

سیم­‌های نانو، این گروه هزاران حلقه را در یک الگو با استفاده از حکاکی پرتوی الکترونی، ”قلم زد”. همه­‌ی این حلقه­‌ها از “سیم ­های نانو”فقط ۲۵ نانو متر قطر و ۵۰۰-۱۵۰ نانومتر طول داشتند. این آرایه­‌ها 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 آرایه­‌ها نشان داده شدند. آن‌ها سعی کردند که بفهمند چگونه مقاومت حلقه با میدان­‌های مغناطیسی خارجی تغییر می­کنند.


ویژگی دیگری که در سیم­‌های 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 سیم‌های 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 دستگاه‌های 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 پیشرفته­‌تر مواد جدید برای بسیاری از کاربرد‌های عملی دیگر می­شود.

 

منبع: برگ نما