Nei due processi di fabbricazione, viene creato un foro nello strato di resist (blu) e riempito di metallo per creare l'elettrodo superiore. La punta dell'elettrodo superiore può essere sufficientemente piccola per connettersi a una singola nanoparticella del gruppo di nanoparticelle (punti gialli). Credito immagine:Bernand-Mantel, et al.
(PhysOrg.com) -- Collegando insieme singoli nano-oggetti, gli scienziati possono fabbricare minuscoli dispositivi a stato solido attraverso i quali può fluire una corrente di un singolo elettrone controllata con precisione. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno sviluppato diversi metodi per collegare singoli nano-oggetti, come nanoparticelle metalliche, nanocristalli semiconduttori, e molecole. Però, al diminuire delle dimensioni dei nano-oggetti, diminuisce anche l'efficienza di questi metodi, in modo che la maggior parte dei metodi risulti in una bassa resa alla scala di pochi nanometri. In un nuovo studio, gli scienziati hanno sviluppato un nuovo modo per collegare singoli nano-oggetti che potrebbe superare queste sfide e consentire la creazione di nuovi nanodispositivi.
I ricercatori, Anne Bernard-Mantel del CNRS e dell'Università Paris-Sud di Palaiseau, Francia, e i coautori hanno pubblicato il loro studio sul nuovo metodo ad alto rendimento per connettere singoli nano-oggetti in un recente numero di Nanotecnologia . Oltre alla maggiore efficienza su piccola scala, il nuovo metodo è compatibile anche con una più ampia gamma di materiali, come i materiali ferromagnetici altamente sensibili all'ossigeno. In contrasto, i metodi precedenti non potevano utilizzare questi metalli a causa della loro suscettibilità ai problemi di ossidazione.
Nel loro studio, gli scienziati hanno dimostrato due processi di fabbricazione simili. Entrambi i processi iniziano con un elettrodo inferiore e un sottile strato di allumina. Nel primo processo, si deposita un insieme di nanoparticelle, seguito da un altro sottile strato di allumina, e poi uno strato di resist. Utilizzando una tecnica di nanoindentazione, gli scienziati hanno praticato un nanoforo nello strato di resist e poi lo hanno riempito di metallo per formare l'elettrodo superiore. Il fondo del nanoforo arriva a un punto estremamente appuntito che si connette con una sola nanoparticella. Nel secondo processo, l'unica differenza è che il complesso di allumina viene depositato dopo lo strato di resist.
Il risultato finale è un dispositivo a stato solido costituito da un assemblaggio di nanoparticelle, mentre una sola nanoparticella è collegata sia all'elettrodo superiore che a quello inferiore. Gli scienziati hanno dimostrato i processi con nanoparticelle di appena 2 nm di diametro. Usavano anche materiali diversi, comprese le nanoparticelle metalliche e semiconduttrici, così come elettrodi non magnetici e ferromagnetici.
In contrasto con tecniche complesse e costose come la litografia a fascio di elettroni, il nuovo metodo offre un più semplice, alternativa più economica che fornisce anche una resa maggiore su scale molto piccole. Poiché il nuovo metodo è compatibile anche con i materiali ferromagnetici, potrebbe essere usato per studiare la nanospintronica. Altre possibilità includono la fabbricazione di nanoparticelle coltivate chimicamente e nanomagneti molecolari.
“Il prossimo passo è ora quello di adattare questa tecnologia per collegare magneti molecolari isolati, ” ha detto il coautore Karim Bouzehouane del CNRS e dell'Università Paris-Sud PhysOrg.com .
Copyright 2010 PhysOrg.com.
Tutti i diritti riservati. Questo materiale non può essere pubblicato, trasmissione, riscritto o ridistribuito in tutto o in parte senza l'espresso permesso scritto di PhysOrg.com.
