{"id":2957,"date":"2021-02-22T23:37:08","date_gmt":"2021-02-22T22:37:08","guid":{"rendered":"http:\/\/www.naukatolubie.pl\/?p=2957"},"modified":"2021-02-22T23:37:08","modified_gmt":"2021-02-22T22:37:08","slug":"tranzystory-z-naladowanych-nanoczastek-zlota-odporne-na-wode-zginanie-i-iskry","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/naukatolubie.pl\/tranzystory-z-naladowanych-nanoczastek-zlota-odporne-na-wode-zginanie-i-iskry\/","title":{"rendered":"Tranzystory z na\u0142adowanych nanocz\u0105stek z\u0142ota – odporne na wod\u0119, zginanie i iskry"},"content":{"rendered":"
Polsko-chi\u0144skiemu zespo\u0142owi uda\u0142o si\u0119 uzyska\u0107 co\u015b, co dla fizyk\u00f3w by\u0142o dot\u0105d nieoczywiste: tranzystor wykonany nie z tradycyjnego materia\u0142u p\u00f3\u0142przewodnikowego, ale z nanocz\u0105stek metalu. Takie tranzystory maj\u0105 by\u0107 odporne na zginanie, dzia\u0142anie wody, iskry, a nanosi si\u0119 je jak farbk\u0119.<\/strong><\/p>\n Tranzystory powszechnie stosowane s\u0105 w urz\u0105dzeniach codziennego u\u017cytku – znajduj\u0105 si\u0119 np. w uk\u0142adach scalonych czy procesorach. Mog\u0105 kontrolowa\u0107 przep\u0142yw \u0142adunk\u00f3w elektrycznych – np. wzmacnia\u0107 sygna\u0142 lub dzia\u0142a\u0107 jak jego prze\u0142\u0105cznik. Dot\u0105d do budowy tranzystor\u00f3w niezb\u0119dne by\u0142y materia\u0142y p\u00f3\u0142przewodnikowe – np. german, krzem, azotek galu, w\u0119glik krzemu. P\u00f3\u0142przewodniki maj\u0105 bowiem tzw. struktur\u0119 pasmow\u0105 – s\u0105 w nich pasma przewodzenia, dzi\u0119ki kt\u00f3rym pr\u0105d nie p\u0142ynie przez nie w spos\u00f3b tak oczywisty, jak np. przez metale. A przep\u0142yw pr\u0105du mo\u017cna modulowa\u0107.<\/p>\n Teraz zesp\u00f3\u0142 kierowany przez prof. Bartosza Grzybowskiego (IChO PAN oraz korea\u0144ski UNIST) i prof. Yonga Yana (Uniwersytet Chi\u0144skiej Akademii Nauk) pokaza\u0142, jak tranzystory wytwarza\u0107 z nanocz\u0105stek metalu – a dok\u0142adniej z nanocz\u0105stek z\u0142ota oblepionych ligandami o odpowiednim \u0142adunku elektrycznym. Wyniki ukaza\u0142y si\u0119 w „Nature Electronics” (https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41928-020-00527-z<\/a>).<\/p>\n „Pokazujemy, \u017ce mo\u017cna zrobi\u0107 tranzystor i uk\u0142ad scalony nie wykorzystuj\u0105c tradycyjnego p\u00f3\u0142przewodnika, ale metal. A to dla fizyk\u00f3w by\u0142o dot\u0105d do\u015b\u0107 nieoczywiste” – u\u015bmiecha si\u0119 prof. Grzybowski. I dodaje, \u017ce metale mog\u0105 si\u0119 zachowywa\u0107 jak p\u00f3\u0142przewodnik pod warunkiem, \u017ce dzieje si\u0119 to w nanoskali – i to nie za pomoc\u0105 tzw. blokady Coulomba, a dzi\u0119ki osi\u0105gni\u0119ciom z zakresu chemoelektroniki – stosunkowo nowego obszaru wiedzy.<\/p>\n „Mimo \u017ce materia\u0142 jest metalem, poruszaj\u0105ce si\u0119 wok\u00f3\u0142 niego jony mog\u0105 tworzy\u0107 lokalne pola elektryczne i wywo\u0142ywa\u0107 efekty podobne do tych, co w p\u00f3\u0142przewodnikach” – m\u00f3wi w rozmowie z PAP prof. Bartosz Grzybowski.<\/p>\n Naukowiec wyja\u015bnia, \u017ce rozwi\u0105zanie to mo\u017ce otworzy\u0107 nowe mo\u017cliwo\u015bci dla zastosowa\u0144 tranzystor\u00f3w. Tranzystory budowane z tradycyjnych p\u00f3\u0142przewodnik\u00f3w nie by\u0142y bowiem odporne na zginanie, wilgo\u0107, czy wy\u0142adowania elektryczne, trzeba by\u0142o je nanosi\u0107 na powierzchni\u0119 w pr\u00f3\u017cni, a same p\u00f3\u0142przewodniki – krystalizowa\u0107 w wysokich temperaturach (np. w procesie Czochralskiego).<\/p>\n „A nasz tranzystor mo\u017cna zgina\u0107 i nic mu si\u0119 nie stanie. Albo zanurzy\u0107 w wilgotnej atmosferze lub podda\u0107 dzia\u0142aniu silnych wy\u0142adowa\u0144 elektrycznych i dalej b\u0119dzie dzia\u0142a\u0107, bo wilgo\u0107 mu wr\u0119cz sprzyja, a iskry nie szkodz\u0105. To si\u0119 naprawd\u0119 trudno psuje” – uwa\u017ca prof. Grzybowski.<\/p>\n Dodaje, \u017ce nanocz\u0105stki z\u0142ota, z kt\u00f3rych powstaje tranzystor, s\u0105 rozpuszczalne w wodzie i w alkoholu. „Nawet chcia\u0142em to kiedy\u015b nazwa\u0107 vodka electronics” – \u015bmieje si\u0119 badacz.<\/p>\n T\u0142umaczy, \u017ce nak\u0142adanie warstw jest proste: polega na tym, \u017ce bierze si\u0119 mieszanin\u0119 z nanocz\u0105stkami i wylewa j\u0105 na powierzchni\u0119. Rozpuszczalnik odparowuje, a cieniutka warstwa nanocz\u0105stek przywiera do powierzchni. Konstruowanie tranzystora wygl\u0105da wi\u0119c troch\u0119 jak malowanie farbk\u0105. Nie s\u0105 do tego potrzebne pr\u00f3\u017cnia czy te\u017c wysokie temperatury.<\/p>\n Chemik wskazuje, \u017ce takie rozwi\u0105zanie nie zast\u0105pi pewnie tradycyjnych p\u00f3\u0142przewodnikowych procesor\u00f3w w komputerach, ale w niekt\u00f3rych zastosowaniach mog\u0142oby by\u0107 ciekaw\u0105 alternatyw\u0105 dla zwyk\u0142ej elektroniki. Nowe tranzystory mog\u0142yby pos\u0142u\u017cy\u0107 np. w zastosowaniach pod wod\u0105 czy w \u015brodowisku \u017cr\u0105cym. W dodatku, jak m\u00f3wi naukowiec, uk\u0142ady te by\u0107 mo\u017ce da\u0142oby si\u0119 wykorzysta\u0107 jako sensory niekt\u00f3rych substancji chemicznych. „Takie nanocz\u0105stki w obecno\u015bci roztworu mog\u0142yby wykrywa\u0107 toksyczne substancje i przetworzy\u0107 je na sygna\u0142 elektryczny” – uwa\u017ca.<\/p>\n We wcze\u015bniejszej pracy w\u00a0„Science Advances”<\/a>\u00a0naukowcy pokazali, jak z takich samych elektrycznie na\u0142adowanych nanocz\u0105stek z\u0142ota wytwarza\u0107 uk\u0142ady logiczne – skonstruowali przy ich u\u017cyciu np. radio. Nanocz\u0105stki dzia\u0142a\u0142y tam m.in. jako antena, element przetwarzaj\u0105cy sygna\u0142y elektryczne na d\u017awi\u0119kowe. Teraz poszli o krok dalej i pokazali, jak z nanocz\u0105stek z\u0142ota wytwarza\u0107 tranzystory i uk\u0142ady scalone.<\/p>\n Pytany, czy nanocz\u0105stki z\u0142ota nie s\u0105 zbyt kosztownym materia\u0142em, m\u00f3wi: „warstwy, kt\u00f3re s\u0105 nam potrzebne w tranzystorze, maj\u0105 mikrony grubo\u015bci. A to oznacza, \u017ce par\u0119 gram\u00f3w z\u0142ota wystarczy\u0142by nam wi\u0119c pewnie, \u017ceby pomalowa\u0107 np. ca\u0142e mieszkanie.”<\/p>\n I t\u0142umaczy, \u017ce prawdopodobnie b\u0119dzie si\u0119 da\u0142o skonstruowa\u0107 tranzystory z u\u017cyciem nanocz\u0105stek innych metali, ale akurat nanocz\u0105stki z\u0142ota s\u0105 wytrzyma\u0142e i nietoksyczne. A jego zesp\u00f3\u0142 pracuje nad nimi od ponad dekady (w poprzednim roku zesp\u00f3\u0142 prof. Grzybowskiego pokaza\u0142 w\u00a0\u201eNature Nanotechnology\u201d<\/a>, \u017ce na\u0142adowane nanocz\u0105stki z\u0142ota – o nieco innej architekturze ni\u017c te z tranzystor\u00f3w – mog\u0105 si\u0119 przyda\u0107 w selektywnym zwalczaniu kom\u00f3rek nowotworowych).<\/p>\n „Pokazujemy, jak z nanocz\u0105stek z\u0142ota, nad kt\u00f3rymi pracowali\u015bmy od lat, zrobi\u0107 elektronik\u0119 opart\u0105 nie na p\u00f3\u0142przewodnikach, ale na metalach i elektronik\u0119 nieczu\u0142\u0105 na r\u00f3\u017cne nieprzyjazne bod\u017ace” – podsumowuje.<\/p>\n PAP \u2013 Nauka w Polsce, Ludwika Tomala<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Polsko-chi\u0144skiemu zespo\u0142owi uda\u0142o si\u0119 uzyska\u0107 co\u015b, co dla fizyk\u00f3w by\u0142o dot\u0105d nieoczywiste: tranzystor wykonany nie z tradycyjnego materia\u0142u p\u00f3\u0142przewodnikowego, ale z nanocz\u0105stek metalu. Takie tranzystory maj\u0105 by\u0107 odporne na zginanie, dzia\u0142anie wody, iskry, a nanosi si\u0119 je jak farbk\u0119. Tranzystory powszechnie stosowane s\u0105 w urz\u0105dzeniach codziennego u\u017cytku – znajduj\u0105 si\u0119 np. w uk\u0142adach scalonych czy […]<\/p>\n","protected":false},"author":17,"featured_media":2958,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"sync_status":"","episode_type":"audio","audio_file":"","castos_file_data":"","podmotor_file_id":"","cover_image":"","cover_image_id":"","duration":"","filesize":"","filesize_raw":"","date_recorded":"","explicit":"","block":"","footnotes":""},"categories":[7],"tags":[],"yoast_head":"\n