Modern mikroelektronikteki atılımlar, metaldeki elektronların hareketinin anlaşılmasına ve manipüle edilmesine bağlıdır. Metal levhaların kalınlığını nanometre mertebesine indirmek, metalin elektronlarının nasıl hareket ettiği üzerinde mükemmel bir kontrol sağlayabilir. Bunu yaparak, elektriğin ultra hızlı iletimi gibi, dökme metallerde görülmeyen özellikler kazandırılabilir. Şimdi, Osaka Üniversitesi'nden araştırmacılar ve işbirlikçi ortaklar, yeni bir nanoyapılı süper örgü sınıfı sentezlediler. Bu çalışma, metal yarı iletkenler içindeki elektronların hareketi üzerinde alışılmadık derecede yüksek derecede kontrol sağlıyor ve bu da günlük teknolojilerin işlevselliğini artırmayı vaat ediyor.

Metal nano tabakaların mimarisini hassas bir şekilde ayarlamak ve böylece gelişmiş mikroelektronik işlevleri kolaylaştırmak dünya çapında devam eden bir çalışma alanı olmayı sürdürüyor. Aslında bu konuda pek çok Nobel ödülü verilmiştir. Araştırmacılar geleneksel olarak aynı boyuttaki malzemelerden nanoyapılı üst kafesleri (birbirine sıkıştırılmış düzenli olarak değişen metal katmanları) sentezler; örneğin sandviçlenmiş 2D sayfalar. Mevcut araştırmacıların çalışmalarının önemli bir yönü, hetero-boyutlu süper örgülerin kolay bir şekilde üretilmesidir; örneğin, 1D nanotabakaların içine sıkıştırılmış 2D nanoparçacık zincirleri.

Kıdemli yazar Yung-Chang Lin, "Nano ölçekli hetero boyutlu süper örgülerin hazırlanması genellikle zordur, ancak anizotropik elektriksel iletkenlik gibi değerli fiziksel özellikler sergileyebilir" diye açıklıyor. "Bu tür yapıları hazırlamak için çok yönlü bir yöntem geliştirdik ve bunu yaparak çok çeşitli özel üst yapıların sentezine ilham vereceğiz."

Araştırmacıların kullandığı kimyasal buhar birikimiVanadyum bazlı üst kafesler hazırlamak için endüstride yaygın bir nanofabrikasyon tekniği. Bu manyetik yarı iletkenler, anizotropik anormal Hall etkisi (AHE) olarak bilinen şeyi sergiler; bu, düzlem içi manyetik alan koşulları altında (geleneksel Hall etkisinin gözlemlenmediği) yöne odaklanmış yük birikimi anlamına gelir. Genellikle AHE yalnızca şu durumlarda gözlenir: ultra düşük sıcaklıklar. Bu araştırmada AHE şu noktalarda gözlendi: oda sıcaklığı ve daha yüksek, en azından suyun kaynama noktasına kadar. AHE'nin pratik sıcaklıklarda üretilmesi, günlük teknolojilerde kullanımını kolaylaştıracaktır.

Lin, "Nanoteknolojinin en önemli vaadi, toplu malzemelerden elde edemeyeceğiniz işlevleri sağlamasıdır" diyor. "Oda sıcaklığında ve üzerinde alışılmadık anormal Hall etkisini göstermemiz, geleceğin yarı iletken teknolojisi için, hepsine geleneksel nanofabrikasyon süreçleriyle erişilebilen çok sayıda olanak sunuyor."

Mevcut çalışma, veri depolama yoğunluğunun, aydınlatma verimliliğinin ve elektronik cihazların hızının iyileştirilmesine yardımcı olacaktır. Araştırmacılar, endüstride yaygın olarak kullanılan metallerin nano ölçekli mimarisini hassas bir şekilde kontrol ederek, doğal malzemelerin işlevselliğini aşan benzersiz çok yönlü teknoloji üretecekler.

Makale, “Heteroboyutlu üst kafes oda sıcaklığı anormal Hall etkisi ile" yayınlandı. Tabiat.