Новости - Отрасли ТЭК

Углеродные нанотрубки будут использоваться как сверхпроводники

30.05.09 07:00

Ученые из университета штата Иллинойс доказали, что углеродные нанотрубки пропускают гораздо больший электрический ток, чем предполагалось ранее.

До этого было известно, что одностенные углеродные нанотрубки могут пропускать токи плотностью до 100 раз выше, чем лучшие металлы-проводники (например, медь). Однако исследования показали, что полупроводниковые нанотрубки могут пропускать ток вдвое более высокой плотности.
По сообщению журнала «NanoWeek», продемонстрировать это помогло подведение полупроводниковых углеродных нанотрубок к лавинообразному процессу, в котором свободные электроны образуются в значительном количестве.
Углеродные нанотрубки – цилиндрические молекулы, состоящие исключительно из атомов углерода. Внешне выглядят как свернутая в цилиндр графитовая плоскость. Благодаря тому, что удельная проводимость соизмерима с проводимостью металла, а максимальная плотность тока – в десятки раз выше, чем у металла, углеродные нанотрубки рассматриваются как замена металлическим проводникам в микросхемах.
В работе профессора Попа, результаты которой опубликованы в одном из научных изданий, авторы определили, что в напряженных электрических полях высокоэнергетические электроны и дырки могут создавать дополнительные электрон-дырочные пары, что приводит к лавинообразному процессу роста потока свободных носителей. При этом ток быстро нарастает до тех пор, пока нанотрубка не разрушается. По мнению профессора Попа, крутое нарастание тока определяется всплеском лавинообразной ионизации – явлением, встречающимся в определенных видах полупроводниковых диодов и транзисторов в напряженных электрических полях, однако в нанотрубках до этого не наблюдавшимся.
Было обнаружено, что при увеличении напряженности электрического поля нарастание величины тока, проходящего через нанотрубки, в районе 25 микроампер замедляется, а затем резко возрастает с увеличением поля. Ученые довели ток через нанотрубки до значений порядка 40 микроампер, что вдвое превышает известные результаты. Результаты экспериментов говорят о том, что на основе полупроводниковых одностенных нанотрубок могут быть созданы устройства с высоконелинейными характеристиками включения, передает федеральный портал по научной и инновационной деятельности sci-innov.ru.

Модель углеродной нанотрубки