Amerykańscy naukowcy odkryli przyczyny szybkiego niszczenia układów elektronicznych z nanorurkami węglowymi. Ich wyeliminowanie pozwoli na zastosowanie nanorurek w elektronice – poinformował Instytut Technologii i Standardów USA (NIST).
Naukowcy z National Institute of Standards and Technology (NIST) pod kierownictwem dr Marka Strusa, badali działanie układów elektronicznych opartych na nanorurkach węglowych. Kilka lat temu nanorurki węglowe były najbardziej obiecującym materiałem mikroelektroniki – badania wykazywały, że mogą przenosić napięcia 1000 razy większe niż przewodniki metalowe tej samej wielkości.
Jednak prace badawcze, także prowadzone przez NIST wykazywały, że o ile układy elektryczne z nanorurkami łączącymi metalowe elektrody mogą przenosić przez kilka godzin napięcia od 10 do 100 krotnie większe niż przewodniki metalowe, o tyle w przypadku stałego przepływu napięcia w czasie od kilkudziesięciu godzin następuje degradacja układu i awaria. Układ taki działa średnio przez 40 godzin.
Doświadczenia przeprowadzone przez grupę Strusa pozwoliły odkryć przyczynę szybkiego niszczenia układów z nanorurkami. Punktem, w którym zaczynała się degradacja całego układu, było miejsce styku nanorurek, stanowiące zarazem obszar o największej oporności w całym układzie lub obszar między różnymi nanorurkami.
Monitorując początkowe opory w całym układzie oraz wyznaczając miejsca początku degradacji, naukowcy NIST byli w stanie przewidzieć czas bezawaryjnej jego pracy. Inne testy obciążeniowe układu pozwoliły także na powiązanie początkowych oporów z szybkością jego degradacji, możliwością awarii i czasem działania.
Według kierującego badaniami dr. Marka Strusa, takie wyniki oznaczają, że o ile nie można jeszcze zastosować nanorurek jako zamienników miedzi i krzemu w układach logicznych, o tyle ich zastosowanie w elektronice – np. w wyświetlaczach, ekranach zwijalnych i urządzeniach mobilnych – jest tylko kwestią czasu.
Jak twierdzą badacze z NIST, ich prace pozwalają na stworzenie układów elektrycznych z nanorurkami węglowymi o wysokiej wydajności, działających przez czas porównywalny z okresem działania klasycznych układów elektronicznych.
