ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электропроводимость трехмерных, двумерных и одномерных наноструктур из "Физико-химия нанокластеров наноструктур и наноматериалов" Для применения нанокластерных структур в качестве проводящих материалов перспективны подходы, позволяющие организовывать наноструктуры различной мерности с контролем проводимости на молекулярном уровне. [c.507] В основном состоянии валентные электроны локализованы, что соответствует положению волновой функции электрона на рисунке. В возбужденном состоянии возможно туннелирование через непроводящую среду. Эта схема показывает, что электропроводимость можно менять, изменяя расстояние между кластерами за счет лигандов, которые в этом случае получили название спейсеров (рис. 15.14). [c.508] В качестве примера рассмотрим изменение проводимости (кулоновского барьера) для молекулярных кластерных кристаллов на основе Ац55 со спейсерами раздичной длины [24] (рис. 15.15). [c.508] Синтезированные по методике спейсеров кристаллы показали отчетливое уменьщение проводимости (увеличение кулоновского барьера) с увеличением длины спейсера. Эти данные подтверждают эффективность концепции направленного изменения проводимости в кластерном молекулярном кристалле за счет варьирования спейсера. [c.508] С размерами около 13 нм на подложке Аи (111), полученной с помощью туннельного микроскопа. [c.510] Подобная структура может формироваться, если поверхность, например, кварца, кремния или слюды первоначально модифицируется слоем молекул, которые могут образовывать связи с молекулярными или коллоидными кластерами. Так, 2-аминэтантиол взаимодействует с поверхностью золота. Аминогруппы затем участвуют в хемосорбции коллоидных кластеров (рис. 15.16 5). Такой способ позволяет получать достаточно хорощо зафиксированные кластерные структуры, однако их упорядоченность не слишком велика. [c.510] Подобный способ, но с применением значительно меньших по размеру молекулярных кластеров Ли55 привел к более упорядоченной наноструктуре (рис. 15.17). [c.511] Хотя методика подготовки поверхности Ли (111) несколько отличалась от случая организации коллоидных кластеров, все же следует сделать вывод о том, что более мелкие кластеры способны более успешно организовывать двумерные упорядоченные наноструктуры, чем крупные нанокластеры. [c.511] Еще один путь связан опять с проблемой варьирования расстояния между кластерами для изменения электропроводности наноструктуры и требует спейсеров, способных функционировать в плоскости монослоя. В этом случае используются пленки и методики Ленгмюра—Блоджетт. В такие пленки вводятся нанокластеры, стабилизированные лигандами и разделенные соответствующими спейсерами (рис. 15.18). [c.511] Для этого кластерные лиганды и спейсеры должны быть комплементарны. [c.511] Если необходимо сопряжение кластеров различных металлов и различных размеров, то здесь также нужны спейсеры, но уже другого типа и с двумя различными функциями (рис. 15.19). [c.511] Одномерные кластерные наноструктуры призваны выполнять роль квантовых проволок. Ранее в роли квантовых проволок были рассмотрены углеродные нанотрубки, квантовые проволоки из окиси цинка и квантовые проволоки на поверхности полупроводников АШВУГ. Весьма перспективна методика создания квантовых проволок на основе на-нопористого анодированного оксида алюминия. Технически возможно контролировать как размер, так и длину пор на уровне нанометров [26]. [c.512] Основная проблема нанопроволок из кластеров, которая требует решения для использования для электропроводности, это проблема разрывов проволок в процессе роста. Эта проблема решается с помощью проведения пропитки мембраны в вакууме или с помощью электрофореза. Вакуумный способ имеет недостаток, связанный с испарением раствора, содержащего кластеры, что приводит к возникновению пустот в каналах мембраны. В случае электрофореза одна из сторон мембраны находится в контакте с металлом, например золотом или алюминием, и используется в виде катода, к которому движутся кластеры в процессе электрофореза. Таким образом, можно заполнить весь канал, однако прерывания и здесь возможны из-за большой толщины мембраны. Так, мембрана 10 мкм толщиной и имеющая такой же длины каналы должна максимально содержать около 4 ООО кластеров с диаметром 2,5 нм, что трудно достижимо. С другой стороны, мембрана толщиной несколько микрон будет слишком хрупкой, чтобы с ней работать. Все же, если подвергнуть толстую мембрану ионному воздействию, то в области взаимодействия она утоньшается до 100 нм и возможно получение непрерывных нанопроволок, показанных на рис. 15.22 [26]. [c.513] Вернуться к основной статье