Gaminuniverse fto Gaminuniverse Gaminuniverse

Science & Technology NEws

Full S&T News

Science Event Update

Full Event Update

OSTC Announcement

Full OSTC Announcement
ข่าววันที่ 1 กรกฎาคม 2554

 

Science & Technology News Jan 2011

S&T News July. 2011

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

การพัฒนาของสายไฟนาโนเพื่อการเชื่อมต่อระหว่างโมเลกุลในวงจรไฟฟ้า (Circuit)

 

เมื่อเร็ว ๆ นี้ การพัฒนาวงจรไฟฟ้าโมเลกุลเดี่ยว (Single-Molecule Electrical Circuit) ที่ผลิตจากสารประกอบอินทรีย์ (Organic Compound) เพื่อใช้เป็นส่วนประกอบของการผลิตแผงวงจรไฟฟ้า เช่น สายไฟ ทรานซิสเตอร์ และวงจรเรคติไฟเออร์ (Rectifier) หรือวงจร ไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติในการแปลงสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง มีความก้าวหน้าในการพัฒนาจนสามารถ นำมาใช้ได้จริง ทั้งนี้ การเชื่อมต่อของโมเลกุลสำหรับวงจรไฟฟ้าที่ ผลิตมาจากสารประกอบอินทรีย์นั้น จะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควา - เลนต์ (Covalent Bond) ซึ่งคุณสมบัติสำคัญของวงจรไฟฟ้าดังกล่าว คือ มีขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพมากกว่าวงจรที่ผลิตจาก Silicon


เมื่อใช้สายไฟฟ้านาโนโมเลกุลเพื่อเชื่อมต่อในแต่ละจุดของวงจรไฟฟ้าโมเลกุลเดี่ยว จะทำให้วงจรไฟฟ้าดังกล่าวมีคุณสมบัติ เหมือนกับวงจรไฟฟ้าทั่วไป นักวิจัยได้ทดลองและพัฒนาวงจรดังกล่าวโดยการใช้วิธี Chemical Soldering ที่เป็นการสร้างพันธะใน การเชื่อมต่อระหว่างสายนำไฟฟ้าพอลิเมอร์ (Conductive Polymer Wire) กับโมเลกุลเคมี Phthalocyanine ที่ใช้ในการผลิต Circuit หรือ วงจรไฟฟ้า


เมื่อเร็ว ๆ นี้ การพัฒนาวงจรไฟฟ้าโมเลกุลเดี่ยว (Single-Molecule Electrical Circuit) ที่ผลิตจากสารประกอบอินทรีย์ (Organic Compound) เพื่อใช้เป็นส่วนประกอบของการผลิตแผงวงจรไฟฟ้า เช่น สายไฟ ทรานซิสเตอร์ และวงจรเรคติไฟเออร์ (Rectifier) หรือวงจรไฟฟ้า ที่มีคุณสมบัติในการแปลงสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแส ตรง มีความก้าวหน้าในการพัฒนาจนสามารถนำมาใช้ได้จริง ทั้งนี้ การเชื่อมต่อของโมเลกุลสำหรับวงจรไฟฟ้าที่ผลิตมาจากสารประกอบอินทรีย์นั้น จะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ (Covalent Bond) ซึ่งคุณสมบัติ สำคัญของวงจรไฟฟ้าดังกล่าว คือ มีขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพมากกว่า วงจรที่ผลิตจาก Silicon


เมื่อใช้สายไฟฟ้านาโนโมเลกุลเพื่อเชื่อมต่อในแต่ละจุดของวงจร ไฟฟ้าโมเลกุลเดี่ยว จะทำให้วงจรไฟฟ้าดังกล่าวมีคุณสมบัติเหมือนกับวงจร ไฟฟ้าทั่วไป นักวิจัยได้ทดลองและพัฒนาวงจรดังกล่าวโดยการใช้วิธี Chemical Soldering ที่เป็นการสร้างพันธะในการเชื่อมต่อระหว่างสายนำ ไฟฟ้าพอลิเมอร์ (Conductive Polymer Wire) กับโมเลกุลเคมี Phthalocyanine ที่ใช้ในการผลิต Circuit หรือ วงจรไฟฟ้า


นักวิจัยได้ใช้ปลายแหลมของเครื่องมือ Scanning Tunneling Microscope (STM) ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการเชื่อม ต่อโมเลกุลระดับนาโน เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อโมเลกุลเดี่ยวของ Phthalocyanine กับตำแหน่งในโมเลกุลของสายโพลิเมอร์ของ Diacetylene และเกิดเป็นพันธะเชื่อมต่อบนพื้นผิวของแผ่น Graphite จากนั้นปล่อยประจุไฟฟ้าเพื่อให้เกิดกระบวนการ Polymerization (กระบวนการสร้างสายโพลิเมอร์)


ทั้งนี้ เมื่อนำเทคนิค Chemical Soldering มาใช้ในงานวิจัยดังกล่าว ทำให้นักวิจัยสามารถเชื่อมต่อระหว่าง สายโพลิเมอร์ 2 สายด้วยโมเลกุลเดี่ยวของ Phthalocyanine ทำให้นักวิจัยสามารถสร้างวงจรไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติคล้ายกับ Molecular-Scale Resonant Tunneling Diode หรือ วงจรไฟฟ้าที่ปล่อยให้อิเล็กตรอนผ่านไปยังชั้นระดับพลังงานที่จำเพาะได้ งานวิจัยดังกล่าว

 

ถือได้ว่าเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการผลิตวงจรไฟฟ้าโมเลกุลเดี่ยวที่ผลิตจากสารประกอบ อินทรีย์ แต่ไม่ได้หมายความว่านักวิจัยมีความพร้อมที่จะผลิตหรือพิมพ์วงจรไฟฟ้าโมเลกุลเดี่ยวได้แล้ว เนื่องจาก มีความจำเป็น ต้องทำการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมในเรื่องของคุณสมบัติของอิเล็กตรอนในวงจรไฟฟ้า รวมถึงการเชื่อมต่อสายโพลิเมอร์ขนาดนาโน กับโมเลกุลเดี่ยวชนิดอื่นที่ไม่ใช่ Phthalocyanine ต่อไป

ที่มาและภาพประกอบ: C&EN, May 16, 2011