Scienziati della National Research Nuclear University MEPhI (Russia) hanno studiato le proprietà dei nanotubi di fullerene, noto anche come "piselli di carbonio, " durante lo stretching. L'articolo sul progetto, che aiuterà a sviluppare una nanoelettronica sofisticata, è stato pubblicato in Diamante e materiali correlati .
I metalli sono noti per i loro impressionanti livelli di conduttività elettrica e termica e la loro resistenza elettrica aumenta durante il riscaldamento. Hanno anche una lucentezza distintiva. Queste proprietà sono determinate dalla presenza di elettroni liberi che possono muoversi sotto l'influenza di un campo elettrico. Perciò, i materiali con una composizione complessa e contenenti elettroni liberi agiscono come metalli.
Negli ultimi 30 anni, gli esperti hanno sintetizzato molti nuovi materiali di carbonio, compresi i nanotubi pieni di fullereni. Questi tubi sono chiamati "piselli di carbonio" perché assomigliano ai baccelli dei piselli.
"Si scopre che i piselli di carbonio possono essere usati come semiconduttori e come metalli, "Costantin Katin, un assistente professore presso il Dipartimento di Fisica della Materia Condensata presso la National Research Nuclear University MEPhI, spiegato. "Basta allungarli del 4% per sbloccare le loro proprietà metalliche. La loro elevata resilienza e resistenza alla trazione consentono loro di rimanere intatti dopo l'allungamento".
La distanza tra i fullereni e la superficie del nanotubo è così piccola che le nuvole di elettroni possono viaggiare tra il nanotubo e i fullereni e viceversa. Questo fenomeno è chiamato ibridazione. L'entità dell'ibridazione determina le proprietà elettroniche di vari dispositivi che possono essere fabbricati utilizzando piselli elettronici.
"Tutto dipende dalla correlazione tra i livelli energetici degli elettroni all'interno dei nanotubi e dei fullereni, " ha detto Mikhail Maslov, un assistente professore presso il Dipartimento di Fisica della Materia Condensata presso la National Research Nuclear University MEPhI. "Il nostro nanotubo inizialmente ha agito come un semiconduttore e aveva un gap energetico. Sebbene gli elettroni fullerene non avessero l'energia per colmare questo gap, l'applicazione della tensione meccanica ha cambiato l'intero quadro. I livelli di energia sono cambiati, con piselli di carbonio che mostrano le loro proprietà metalliche."
Oggi, gli scienziati devono usare tutti i tipi di materiali, compresi metalli e semiconduttori, per la realizzazione di sofisticati dispositivi nanoelettronici. Però, il progetto della National Research Nuclear University MEPhI dimostra che possono essere sostituiti da un solo composto, vale a dire, piselli al carbonio precompressi. Ciò consentirà di produrre semplici diodi di risonanza-tunneling, generatori di radiazioni terahertz, interruttori elettronici, e sensori.
