Karbon nanotüplerin çeşitli özellikleri, tüp örgüsüne yerleştirilen karbon atomlarının değişik yollarla yerleştirilmesine bağlıdır. Bu örgüde atmoik ölçekteki kusurlarla ilgili çalışmalar, nanotüplerin elektronik ve mekaniksel özelliklerini son derece etkilediğini gösterdi. Basit kusur, örneğin boşluk, örgü yerleşiminde bu boşlukta bir atom kaybı anlamına gelir. Benzer kusurlar, tübün yan duvar işlevselleştirilmesi için kimyasal aktif yerleşimlerde de ayrıca görülebilir.
Habere konu olan çalışma ile ilgii Fransa Strasbourg Üniversitesi’nde Fizikçi Prof. Florian Banhart şunları söyledi: “Tek atom değişiminin nanotüp örgüsü üzerinde davranışı, sözde önceden tanımlanmış konumlarda oluşturulan boşluklar ve aynı zamanda atomik çözünürlük ile bu yerleşimlerin ardında örgüde gevşeme görülür.Bu bir deneysel sorun ve istenen fonksiyon ile elde edilen aygıtlarda yerel kusurlar oluşturarak nanotüplerin özellikleri belirli bir şekilde değişir.”
Florian Banhart ve onun grubu, karbon nanotüpler karbon atomlarının kaldırılmasıyla beraber aşırı odaklı elektron ışını yolu ile kontrol sağladıkları yeni bir teknik geliştirdiler.
Banhart “Bizim elektron ışın deneyimizde biz oluşan boşlukların nanotübe tepkisini gördük” dedi ve sözlerine şunları ekledi “Bu önemli bir sonuç, çünkü karbon nanotüplerin göze çarpan fiziksel özellikleri ( elektriksel iletkenlik vs) boşluklar benzeri kusurların varlığına hassas bağlıdırlar. Bizim çalışmamızda numune sıcaklıklarının geniş aralığında beklenmedik birkaç fenomen görüldü.”
Onların deneyleri için bir sapınç düzeltici ile çok yeni bir araç olan taramalı aktarma elektron mikroskobu (STEM) kullanıldı. Alet, nesne üzerine 1 Angstrom yarıçaplı elektron ışını ile aşırı şiddette odaklandı. Bu yolla sadece nanoyapıların görüntüleri değil gerçek atomik çözünürlük elde edilir ama ışınlama deneyleri dahi atomlar arası uzaklık ölçeği üzerine taşınabilir.
STEM’de karbon nanotüplerin ilk kez atomik ölçekte çalışılması dışında bu çalışma bir Ångstrom boyutlu elektron ışını ile birbirinden ayrı kusur noktaların üretilmesinin gösterildiği ilk çalışma özelliğine sahip. Ångstrom çözünürlüğü ile STEM’lerin bulunması ile bu çalışma malzemelerin atomik hassasiyette yapılanması alanında önemli bir etkiye sahip olabilir.
Nanometre altı hassalık ile malzemelerin yapılanması nanoteknolojide çözülmesi gereken bir sorundur. Şimdiye dek, henüz yüzey atomları taramalı tünellemeli mikroskobu veya atomik kuvvet mikroskobunun uçları ile taşınmamıştı. Elektron ışın yapılanması kullanılarak bilim insanları şimdi bu tekniği malzemelerin iç kısmına uygulayabiliyorlar.
Banhart’ın çalışması karbon nanotüplerde kusur oluşumunun anlaşılmasını ve gözlenmesi üzerine. Ortaya çıkan bulgular ışığında kusurların üretilmesi nanotüplerin yapısı üzerine nasıl değişimler oluşturduğuna ışık tuttu. Üstelik, odaklanmış elekron ışını özelleşmiş uygulamalar diğer nanomalzemeler veya nanotüplerin nanoteknoloji mühendisliğine doğru yol alınmasında katkısı olacak. Sonuç olarak yeni bulunan bu teknik ile nano hassasiyet de malzemelerin işlenmesi, yapılanması yani mühendisliğinde bir adım daha atılmış olundu.
Hazırlayan : Gökhan Atmaca – KuarkMNB
Bu haber, Nanowerk.Com‘da yayınlanan “Nanotechnology structuring of materials with atomic precision” başlıklı çalışmadan yararlanılarak hazırlanmıştır.
