نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌

معرفی نانوسیم

نانوسیم‌ ها استوانه‌هایی با قطر 10–100 نانومتر هستند که به سبب خواص الکتریکی، مکانیکی، شیمیایی و نوری آنها، کاربردهای نهفته ای در حسگرهای زیستی و شیمیایی، و رساناهای الکتریکی مورد استفاده در ابزارهای نانو الکتریک پیدا کرده‌اند.

نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ، امروز یکی از رویاهای دیرینه در زمینه ی تجهیزات انتقال برق و الکترونیک برای ارائه ی دستگاه های سریعتر و پرقدرتتر را به واقعیت تبدیل کرده است.

نانوسیم ، یک نانو ساختار دو بعدی است و چون دراین ابعاد اثرات کوانتمی مهم هستند این سیم‌ها، سیم‌های کوانتومی نیز نامیده می‌شوند . نانوسیم‌ ها برای ساختن‌ مدارات الکتریکی در اندازه‌های کوچک استفاده می‌شوند.

انواع نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ها

• نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ های فلزی:

این نانو ساختارها به خاطر ویژگی‌هایی که دارند نوید بخش کارایی زیاد در قطعات الکترونیکی هستند. نانوسیم‌ها را می‌توان از نقره ، مس و طلا ساخت. نانوسیم‌های مسی به دست آمده از رسوب و ته‌نشین شدن بخار شیمیایی با ساختار جفت(دوقلو) پنج برابری جهت یکی کردن در دستگاه‌ها مناسب هستند. محدودیت افزایش شناسه، از اثر ناپذیری دیواره‌های کناری سیم‌ها با لیگاند فسفات که از ترکیب پیش ماده به دست آمده‌ است، نشات می‌گیرد. پس افزایش تنها در دیواره‌های پوششی اتفاق می‌افتد. نانوسیم‌ های مسی می‌توانند به عنوان تولیدکنندهٔ مطمئن الکترون، قابل استفاده باشند. بیسموت با جرم الکترون مؤثر کم، حامل طولانی راه آزاد متوسط و همپوشانی انرژی کم میان نوار انتقال و ظریفت است که می‌تواند منجر به انتقال نیمه هادی scmimetal در نانو سیم‌های “Bi” از طریق کاهش قطر سیم شود. ساخت نانوسیم‌های “Bi” به علت کادبرد نهفته در دستگاه‌های حرارتی، توجه بسیاری را جلب کرده‌.

توسعه الکترونیک و قدرت یافتن در این زمینه بستگی به پیشرفت مداوم در کوچک کردن اجزاء الکترونیکی است. با این حال قوانین مکانیک کوانتومی، محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ساخت و افزایش هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تولید ما را در کوچکتر کردن تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مرسوم و متداول محدود خواهد کرد.

تحقیق فراوان در مورد تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های جایگزین علاقه فراوانی را متمرکز مواد در مقیاس نانو در سال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اخیر کرده است. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی بخاطر خصوصیات منحصر به فردشان که منجر به کاربرد گوناگون آنها می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود، یکی از جذاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مواد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند.

این سیم ها میتوانند در رایانه و سایر دستگاههای محاسبه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر کاربرد داشته باشند. برای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، به سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این، خود نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها هم می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.

• نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ های سیلیکونی:

  

سیلیکون جزء اصلی انقلاب دیجیتال است. در حال حاضر این ماده فراوان و ارزان در حال تبدیل شدن به گزینه نو برای نقش بزرگی در تجارت رو به رشد صنعت باتری است. سیلیکون به این دلیل جذاب است که می‌تواند 10 برابر بیشتر از گرافیت در آند، انرژی ذخیره کند

این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ها سمی نیست و به سلولها آسیبی نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسانند.

این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ها بیشترین کاربرد خود را در عرصه پزشکی مانند تشخیص نشانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سرطان، رشد سلول‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بنیادی و … نشان داده است .

• نانو سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ های هادی و نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی:

ساختار شیمیایی این ترکیبات باعث بوجود آمدن خواص جالب توجهی میشود.

آینده نانوتکنولوژی به توانایی محققین در دستیابی به فنون ساماندهی اجزای مولکولی و دستیابی به ساختارهای نانومتری بستگی دارد.

• نانو سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ های آلی:

نانو سیم‌های آلی همانگونه که از نامش پید است از ترکیبات آلی تولید می‌شود. ویژگی این سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها (نظیر رسانایی و مقاومت و هدایت گرمایی) به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.

علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ها از مواد آلی هم امکان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر است. به تازگی، ماده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای بنام «الیگوفنیلین وینیلین» برای این منظور در نظر گرفته شده است.

ویژگی این سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها (نظیر رسانایی و مقاومت و هدایت گرمایی) به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.