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Batir el Calor en el Nanoscale

Published on February 15, 2010 at 6:30 PM

El Soldar utiliza calor para ensamblar pedazos de metal en todo de los circuitos a los rascacielos. Pero los investigadores de Rice University han encontrado una manera de batir el calor en el nanoscale.

Junio Lou, profesor adjunto en la ingeniería industrial y la ciencia material, y su grupo ha descubierto que los cables del oro entre los three-billionths y 10 billionths de una soldadura ancha del contador ellos mismos junto muy agradable - sin calor.

Señalan en la edición en línea de hoy de la Nanotecnología de la Naturaleza del gorrón que los nanowires limpios del oro con las estructuras atómicas idénticas combinarán en un único cable que no pierda ningunas de sus propiedades eléctricas y mecánicas. Los trabajos de proceso del mismo modo que con los nanowires de plata, que pegan con uno a o con oro.

Este proceso de la frío-soldadura se ha observado en la escala macra por décadas, Lou dijo. Los pedazos Limpios, planos de metales similares se pueden hacer para pegar bajo alta presión y en un vacío. Pero solamente Lou y sus colegas han visto el proceso suceso en el nanoscale, bajo un microscopio electrónico.

Como suceso tan a menudo en la investigación básica, de que no es lo que buscaban. El estudiante de tercer ciclo Yang Lu de Lou y del Arroz, con los colaboradores en Sandia National Laboratories y Brown University, intentaba determinar la resistencia a la tensión de los nanowires del oro asociando un extremo de un cable a una antena en un microscopio electrónico de la transmisión (TEM) y el otro a un muelle voladizo minúsculo llamó una antena atómica de la microscopia (AFM) de la fuerza.

La Tracción del cable aparte dio a personas una medición de su fuerza. Qué no preveían ver era la reparación fragmentada sí mismo del cable cuando sus extremos o caras tocaron. Las Mediciones mostraron que el cable vuelto a conectar era tan fuerte como antes.

“Antes De Que usted puede estirar real algo, usted necesita embridarlo bien,” dijo a Lou, que recibió una concesión Joven del Programa de Investigación de los Investigadores de la Oficina de la Fuerza aérea de la Investigación Sponsored el año pasado. “Durante el proceso de la manipulación, observamos este tipo de comportamiento de la soldadura todo el tiempo.

“Inicialmente, no prestamos la atención a ella porque no parecía importante. Pero después de hacer una poca investigación sobre el campo, realicé que descubrimos algo que puede ser útil.”

En la prueba, Lou encontró que los nanowires se podrían encajar a presión y que soldaron muchas veces. Los cables Reparados nunca se rompieron otra vez en la misma mancha; esto atestigua a la fuerza del nuevo bono.

Las propiedades eléctricas del cable también parecían inafectadas por la fractura y soldar relanzados. “Romperíamos un cable y lo soldaríamos nuevamente 11 veces y controlaríamos las propiedades eléctricas cada vez. Todos Los números estaban muy cercanos,” él dijo.

Los claves a una soldadura acertada son la estructura monocristalina y la orientación que corresponde con de los nanowire. “Hay muchos átomos superficiales, que participan en la difusión en el nanoscale,” Lou muy activo dijo. “Intentamos el oro y la plata, y sueldan de la misma forma que de largo como usted satisface el requisito de la cristalino-orientación.”

Lou ve el descubrimiento el abrir de los nuevos caminos para los investigadores que observan electrónica de la molecular-escala. Él dijo que las personas en Harvard y Del Noroeste están trabajando en maneras de modelar matrices de nanowires, y la soldadura en frío de incorporación podría simplificar sus procesos. “Si usted está construyendo los dispositivos electrónicos de alta densidad, estas clases de fenómenos serán muy útiles,” él dijo, observando que las soldaduras provocadas por el calor en el nanoscale corren el riesgo de dañar la fuerza o la conductividad de materiales.

Lou dijo que el descubrimiento ha causado una agitación entre el pocos que él ha informado. “Diversa gente ve diversos aspectos: Los representantes técnicos Eléctricos ven la cara de la aplicación. La gente de la Teoría ve una cierta física interesante detrás de este comportamiento. Esperamos que este papel anime un estudio más fundamental.”

Los co-autores del papel incluyen a Jian Yu Huang, científico en el Centro para las Nanotecnologías Integradas en Sandia National Laboratories; y Profesor Shouheng Sun y estudiante de tercer ciclo anterior Chao Wang de Brown University.

El National Science Foundation y la Oficina de la Fuerza aérea de la Investigación Sponsored utilizaron el proyecto.

Last Update: 13. January 2012 04:37

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