次世代電子機器のための遷移金属カルコゲニドナノワイヤのスケーラブルな合成。
東京メトロポリタン大学の研究者は、遷移金属カルコゲン化物の自己組織化ナノワイヤを作る方法を発見しました大規模化学蒸気の使用。ワイヤが形成される基板を変更することにより、アトミンに薄いシートのアライメント構成からバンドルのランダムネットワークまで、これらのワイヤがどのように配置されるかを調整できます。
これにより、エネルギー収穫、透明性、効率的、柔軟なデバイスなど、次世代の産業用電子機器における産業展開への道が開かれます。
エレクトロニクスとは、物事を小さくすることです。たとえば、チップの小さな機能は、同じ量のスペースでより多くのコンピューティングパワーとより良い効率性を意味します。機械学習そして人工知能。また、デバイスが小さくなるにつれて、すべてを結び付ける複雑な配線についても同じ要求が行われます。
究極の目標は、ただのワイヤーです原子または2つの厚さ。このようなナノワイヤは、3Dの世界ではなく、1次元の世界に住んでいるかのように、それらを通過する電子がますます振る舞うため、完全に異なる物理学を活用し始めます。
実際、科学者はすでにカーボンナノチューブや遷移金属カルコゲン化物（TMC）、遷移金属の混合物、および原子スケールナノワイヤに自己組織化できるグループ16要素の混合物などの材料を既に持っています。問題は、それらを十分に長く、大規模にすることです。ナノワイヤを大量生産する方法は、ゲームチェンジャーになります。
現在、東京メトロポリタン大学のホン・エン・リム博士と宮田准教授が率いるチームは、前例のない大規模に遷移金属テルライドナノワイヤの長いワイヤーを作る方法を考え出しました。化学蒸気堆積（CVD）と呼ばれるプロセスを使用して、彼らは表面または表面に応じて異なる配置でTMCナノワイヤを組み立てることができることを発見しました基板テンプレートとして使用すること。例を図2に示します。 （a）では、シリコン/シリカ基板上で成長したナノワイヤは、バンドルのランダムネットワークを形成します。 （b）では、下にあるサファイアクリスタルの構造に従って、ワイヤーがサファイア基板上の設定方向に組み立てられます。単に成長した場所を変更するだけで、チームは、単層、二重層、バンドルのネットワークなど、すべて異なるアプリケーションを備えたセンチメートルサイズのウェーハにアクセスできるようになりました。彼らはまた、ワイヤー自体の構造自体が非常に結晶で秩序化されており、その優れた導電率と1D様の行動を含むその特性が理論的予測で見つかったものと一致することを発見しました。
大量の長く、非常に結晶性のナノワイヤを持っていることは、物理学者がこれらのエキゾチックな構造をより深く特徴づけて研究するのを助けることは確実です。重要なことに、これは、透明で柔軟な電子機器、超効率的なデバイス、エネルギー収穫用途で、原子的に薄いワイヤの現実世界のアプリケーションを見るためのエキサイティングなステップです。
Reference: “Wafer-Scale Growth of One-Dimensional Transition-Metal Telluride Nanowires” by Hong En Lim, Yusuke Nakanishi, Zheng Liu, Jiang Pu, Mina Maruyama, Takahiko Endo, Chisato Ando, Hiroshi Shimizu, Kazuhiro Yanagi, Susumu Okada, Taishi Takenobu and Yasumitsu Miyata, 13 December 2020,ナノレター。
doi：10.1021/acs.nanolett.0c03456
この作業は、JST Crest Grants（JPMJCR16F3、JPMJCR17I5）、日本科学促進協会（JSPS）Kakenhi Grants-In-Aid-In-Aid（JP18H01832、JP19H02543、JP20H02572、JP20H02573）、JP20H02573） （jp19k15383、jp19k15393）、革新的な分野に関する科学的研究（jp20h05189、jp26102012）、特別に促進された研究（jp25000003）、挑戦的な研究（探索的）（19k22127）、科学的研究（a）（a）（a）、科学的研究（JP17H01069）、 H31-068）および日本キーリンオートラース財団（2020M-121）。この作業は、教育、文化、スポーツ、科学技術省（MEXT）の「ナノテクノロジープラットフォームプログラム」によってサポートされているAISTナノ処理施設で部分的に実施されました。助成金番号jpmxp09f19008709および20009034。
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