החוקרים משתמשים בננוטכנולוגיה כדי לשפר את הדיוק של מכשירי מדידה

Anonim

מדענים מן האוניברסיטה הלאומית למחקר בית הספר הגבוה לכלכלה ומשתפי פעולה יש מסונתז רב שכבתית nanowires על מנת ללמוד תכונות magnetoresistance שלהם. שיפור האפקט הזה יאפשר למדענים להגביר את הדיוק של האינדיקטורים של מכשירי מדידה שונים, כגון מצפנים ומפקחי קרינה. תוצאות המחקר פורסמו בעיתון שכותרתו "מבנה של ננו-ננו-ננוטרים שהושגו על-ידי מטריקס סינתזה".

אחד המאפיינים הייחודיים של ננו מלאכותי הוא אפקט magnetoresistance גדול בשכבות דקות של מתכת. השפעה זו מנוצלת במכשירים אלקטרוניים שונים.

המדענים סינתז רב נחושת מרובד נחושת ניקל nanowires על מנת ללמוד את המאפיינים שלהם, אשר תלויים הרכב שכבות וגיאומטריה. "אנו מצפים כי המעבר nanowires רב שכבתית יגדיל את אפקט magnetoresistance זה באופן משמעותי.היום, אנו בוחרים את השיטה של ​​סינתזה nanowire על מנת לקבל את האפקט הזה", אמר מחבר שותף איליה Doludenko של מוסקבה המכון אלקטרוניקה ומתמטיקה (MIEM HSE).

כדי לקבוע את המתאם בין הפרמטרים סינתזה לבין המבנה הגבישי, החוקרים מסונתז nanowires של אורכים שונים. אורך nanowire נקבע על ידי מספר מחזורי בתצהיר; שכבת ניקל אחת ושכבת נחושת אחת הופקדו בכל מחזור. הגודל של nanowires נקבע באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM). מספר זוגות השכבות בננו-צינורות נמצא כ -10, 20 או 50, בהתאם למספר מחזורי האלקטרודות.

כאשר אורך של ננוויר הושווה למספר השכבות, התברר כי הקשר בין אורך nanowire ומספר שכבות היה לא לינארי. אורכי הממוצע של nanowires המורכב של 10, 20 ו 50 זוגות של שכבות היו, בהתאמה, 1.54 מיקרומטר, 2.6 מיקרומטר, ו 4.75 מיקרומטר. את nanowires מסונתז כל היה מבנה גרגר עם crystallites בגדלים שונים, מ 5-20 ננומטר ל -100 ננומטר. גדול, בהירות השתקפויות היו בעיקר בשל מתכות (Ni ו Cu) בעוד טבעות מתפזרת השתקפויות קטנות קשורים בדרך כלל לנוכחות של תחמוצות נחושת.

ניתוח אלמנטאלי אישר את נוכחותם של שכבות ניקל ו- Cu לסירוגין בכל הננו-נתונים שבמחקר. עם זאת, ההסדר ההדדי של שכבות עשוי להיות שונה. ניקל ו Cu שכבות באותה Nanoire עשוי להיות מונחה בניצב לציר שלה או להיות בזווית מסוימת. יחידות בודדות של Nanoire אותו עשויים להיות עובי שונה. עובי של יחידות בודדות nanowires הוא בטווח של 50-400 ננומטר.

לדברי מחברי המחקר, הטרוגניות זו תלויה בפרמטרים של הנקבוביות ויורדת קרוב יותר את הנקבוביות בפה. זה מוביל לעלייה הנוכחית, שיפור של שיעור בתצהיר, וכתוצאה מכך, עלייה בעובי השכבה שהופקדו. סיבה אפשרית נוספת היא ההבדל בין דיפוזיה mobilities של יונים של מתכות שונות. זה מסביר את הקשר הלא לינארי בין אורך ננו ו מספר השכבות שהוזכרו לעיל. המחקר של הרכב יחידות מסוימות הוכיח כי יחידות נחושת מורכב בעיקר של נחושת, בעוד ניקל כמעט נעדר לחלוטין. ניקל יחידות, לעומת זאת, תמיד מכילים כמות מסוימת של נחושת. סכום זה עשוי לפעמים להיות גבוה ככל 20%.

הרלוונטיות של ממצאים אלה מתייחסת ליצירה פוטנציאלית של גלאים מדויקים יותר וזולים יותר של תנועה, מהירות, מיקום, פרמטרים עכשוויים ואחרים. מכשירים כאלה יכולים לשמש בתעשיית הרכב, או לייצר או לשפר מכשירים רפואיים וצגי קרינה ומצפנים אלקטרוניים.

menu
menu