اتصال نانولوله‌هاي كربني به الكترودهاي فلزي با استفاده از نانوجوشكاري مافوق صوت

ايجاد اتصال دروني قابل اطميناني بين CNTs و سيستم‌هاي الكتريكي مكانيكي خارجي يك پيش شرط ضروري در بررسي توانايي‌هاي نانولوله‌هاي كربني در زمينه‌هاي مختلف مي‌باشد. تشكيل يك تماس اهمي پايدار و با مقاومت كم بين CNTs و الكترودها در تسريع توسعه كاربرد آنها در ابزارهاي نانوالكترونيكي كوچك پر سرعت و با افت توان كم حائز اهميت است.
به گزارش سرويس «فن‌آوري» خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، در مقاله‌اي كه با عنوان «نانوجوشكاري مافوق صوت نانولوله‌هاي كربني به الكترودهاي فلزي» در مجله Nanotechnology به چاپ رسيده، محققان مؤسسه فن‌آوري و نانو علم و ميكرو علم دانشگاه شانگهاي از روشي ساده در نانوجوشكاري مافوق صوت خبر داده‌اند كه به وسيله آن مي‌توان نانو لوله‌هاي كربني تك جداره (SWCNT) را با فشردن آنها به الكترودها به روشي مطمئن و تحت يك نيروي ارتعاشي با فركانس مافوق صوت، آنها را به هم جوش داد؛ البته تاكنون روش‌هايي براي اتصال CNTs به الكترودها و بهبود اين اتصال مانند اتصال شيميايي، تابش پرتو متمركز يا آنلينگ دماي بالا وجود داشته است اما در عين حال، تمامي اين روش‌ها با مشكل روبرو بوده است به طوري كه يا به شرايط پرداخت سختي نياز داشته و يا فاقد دوام و پايداري درازمدت بوده‌اند.
Chang xin Chen ضمن توضيح درباره روش ابداعي خود بيان داشت كه مقاومت اتصال در اين روش پائين بوده و پايداري و استحكام مكانيكي خوبي هم داشته است.
به عقيده دانشمندان اين روش نانوجوشكاري مافوق صوت را مي‌توان قابل رقابت با روش‌هاي پرداخت ICهاي سيليكوني دانست، با اين روش به طور ساده‌تر و كم هزينه‌تر و با قابليت مقياس پذيري بيشتري مي‌توان به ايجاد اتصالات اهمي قابل اطمينان بين نانوابزار و الكترودها اقدام كرد و در نتيجه مي‌توان به راحتي از آن بهره برد.
اين روش به هيچ نانوابزار و يا الكترود فلزي خاص بستگي ندارد. حتي با اين روش مي‌توان اتصال‌هاي قوي كم مقاومتي را بين الكترودهاي فلزي (Ti, Au, Al) و نانوسيم‌هاي Si،SiC و نانوكمربند Ga2O3 ايجاد كرد؛ بنابراين كاربرد چنين روشي در محدوده گسترده‌تري از نانومواد تك بعدي و فلزات، امكان‌پذير و منطقي است.
علاوه بر اين، عملكرد دستگاه‌هايي كه به اين روش تهيه و آماده شده‌اند نيز به نحو قابل توجهي بهبود يافته است.
به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، محققان نشان داده‌اند كه كاربرد اين روش، افزايش قابل توجه عملكرد ترانزيستورهاي CNT با اثر ميداني را موجب شده است. همچنين اين دانشمندان اخيراً آزمايشهايي در زمينه وابستگي دمايي انتقال دو پايانه‌يي را هم به منظور بررسي خواص اتصال SWCNT هاي نيمه‌رسانا به الكترود فلزي انجام داده‌اند و نتايج اوليه حاصل از اين آزمايشها از پهناي بسيار كم و ارتفاع بسيار پائين سد (پتانسيل) مؤثر پس از انجام جوشكاري حكايت دارد.
محققان روش خود را در زمينه ايجاد ديگر نانوابزارها بسيار نويد بخش دانسته و بر اين باورند كه حتي قابليت كاربردهاي بسيار زيادتر ديگري هم براي آن وجود دارد.
در حال حاضر Chen و همكارانش مشغول انجام اين روش در مقياس بزرگ مي‌باشند تا به اين ترتيب بتوانند اتصالات زياد و بزرگ‌تري را روي ماده پايه و در تنها يك مرحله و با يك فشار ارتعاشي مافوق صوت به انجام رسانند.