Makro Uzunlukta Nanoteller

Elektronik endüstrisindeki araştırma ve geliştirme çalışmalarının temel hedeflerinden biri, giderek daha küçük ölçekte cihazlar üretmektir. Örneğin daha küçük çipler sayesinde, cihazın büyüklüğünü artırmadan, daha hızlı ve daha verimli çalışan bilgisayarlar üretilebilir.

Elektronik devrelerin en önemli bileşenlerinden biri de hiç kuşkusuz farklı parçaları birbirine bağlayan iletken tellerdir. Devre elemanları giderek küçüldükçe bu elemanları birbirine bağlayan tellerin de doğal olarak küçülmesi gerekir.

Kalınlığı nanometre (metrenin milyarda biri) ölçeğinde olan teller üzerine onlarca yıldır araştırmalar yapılıyor. Günümüzde artık çeşitli türde nanoteller var. Örneğin nikel (Ni), platin (Pt), altın (Au) gibi metallerden; silisyum (Si), galyum nitrür (GaN) gibi yarı iletkenlerden ve hatta DNA gibi organik moleküllerden nanoteller üretilebiliyor. Tüm bu farklı türler için ortak bir sorun ise yeteri kadar uzun nanotellerin büyük ölçekte üretiminin nasıl yapılacağı.

TMC nanoteller kullanılarak iki ve üç boyutlu yapılar da üretilebiliyor. Görsel: Hong En Lim ve ark., Nano Letters

Üzerine çalışmalar yapılan nanotel türlerinden biri de kısaca TMC olarak adlandırılan geçiş metali kalkojenitleri. Bu teller kimyasal formülü M₃X₃ olan üçgen biçimli birimlerin art arda eklenmesiyle oluşur. Kimyasal formüldeki M atomu molibden (Mo) ya da tungsten (W), X atomu ise sülfür (S), selenyum (Se) ya da tellür (Te) olabilir. TMC’lerin önemli özelliklerinden biri, yan yana gelen tellerin yan kısımlarının birbirini çekmesidir. Bu özellik sayesinde bir boyutlu TMC telleri kullanarak iki boyutlu ve üç boyutlu yapılar elde etmek de mümkündür.

İlk TMC’ler 1980’de keşfedilmişti. Ancak aradan geçen 40 yıla rağmen yakın zamanlara kadar, tıpkı diğer nanotel türlerinde olduğu gibi, TMC’lerin büyük ölçekte nasıl üretilebileceği bilinmiyordu.

Tokyo Metropolitan Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, Nano Letters’ta yayımladıkları bir makalede birkaç santimetre uzunluğunda TMC nanoteller üretmeyi başardıklarını açıkladılar.

Araştırmacılar makro uzunlukta nanoteller üretmek için “kimyasal buhar biriktirme” olarak adlandırılan bir yöntem kullanmışlar. Bu yöntemde önce ham maddeler buharlaştırılıyor, daha sonra da bir kalıbın üzerinde birikmeleri sağlanarak arzu edilen malzeme üretiliyor. Araştırmacılar farklı biçimlerde kalıplar kullanarak değişik yapılarda nanoteller üretmeyi başarmışlar.

Yeni yöntemle üretilecek makro uzunluktaki TMC nanotellerin bilimsel araştırmalarda çok yararlı olması bekleniyor. Ayrıca daha da önemlisi, bu yöntem sayesinde TMC nanoteller günlük hayatta kullandığımız bilgisayarlar, tabletler ve akıllı telefonlar gibi elektronik cihazlarda kendine yer bulmaya başlayabilir.