Kütle oluşumu çatlama moleküler kavşaklar
Nanogap elektrotları, temel olarak, aralarında nanometre büyüklüğünde bir boşluk bulunan elektrot çiftleri, yapıdaki moleküller, doğada bulunan en küçük kararlı yapıları incelemek, algılamak veya koşmak için iskeleler olarak dikkat çekmektedir. Şimdiye kadar, bu, mekanik olarak kontrol edilen kesişme noktalarının, tarama tünelleme mikroskobu temelli kesişme noktalarının veya elektromanyetik kırılma bağlantılarının ortak yöntemlerini kullanarak gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, bu teknikler, ölçeklendirilemezliklerinden dolayı uygulamalar için kullanışlı değildir. İsveç'teki KTH Royal Institute of Technology'nin araştırmacıları ile birlikte TU Delft'ten bir ekip, moleküler kavşakların üretilmesinde yeni bir yol geliştirdi.
Araştırmacılar bir silikon gofret üzerine ince bir gevrek titanyum nitrür (TiN) filmini bırakarak başladılar (bakınız şekil). Daha sonra, kırılgan TiN'nin üstüne küçük altın teller yerleştirilebilir. Araştırmacılar, TiN filminin imalat sürecine bağlı olarak yüksek gerilme gerilmesi altında olduğunu gözlemledi. Sonuç olarak, titanyum nitrür tabakasının, alt tabakasından, serbest bırakma aşındırma denilen bir işlemle ayrılması sırasında, suşun serbest kalması için küçük çatlaklar oluşur - kimi zaman çömlekçilik camında oluşan çatlaklara benzer.
Bu çatlama işlemi, yeni bağlantı fabrikasyon yönteminin anahtarıdır. Çatlakların arasından geçen altın teller gerilir ve sonunda kırılır. Görünen altın tellerdeki boşluklar, tek bir molekül kadar küçüktür. Ek olarak, bu kavşakların boyutları geleneksel mikrofabrikasyon teknolojisi kullanılarak TiN'deki suşun kontrol edilmesiyle kontrol edilebilir. Dahası, araştırmacılar elektrik iletkenliklerini ölçmek için tekli molekülleri boşluklu altın tellere bağlamayı başardılar.
Bu yeni teknoloji, moleküler bağlantıların ölçeklenebilir bir şekilde üretilmesinde kullanılabilir ve milyonlarca tanesi paralel olarak üretilebilir. Metodoloji ayrıca, moleküler elektronik ve spintronik, nanoplazmonik ve biyoalgılama uygulamaları için ilginç elektriksel, kimyasal ve plasmonik özellikler sergileyen herhangi bir elektrot materyali ile altın ikame edilerek diğer malzeme sınıflarına da genişletilebilir.