Большинство современных электроприборов не могут обойтись без проводов и кабелей. А различным наноустройствам очень пригодятся нанопровода и нанокабели. Поэтому разработка одномерных проводников является важным направлением нанотехнологий.

Нанокабели TiSi₂ (РЭМ)

Китайские исследователи предложили простой метод синтеза нанокабелей из силицида титана TiSi₂. Этот важный материал обладает отличной электропроводностью и стабильностью при высоких температурах и может оказаться полезен для создания электрических наноцепей.

Микрофотография (ПЭМ) нанокабеля TiSi₂

Кабели TiSi₂ формируются в процессе физического осаждения из паровой фазы (PVD). Для синтеза используется титановая пудра и кремниевая пластина. Реакция протекает в токе аргона при 800°С. Длина полученных нанопроводов составляет около 10 мкм, а диаметр варьируется в интервале 50–300 нм. При ближайшем рассмотрении оказалось, что провода имеют монокристаллическую сердцевину из TiSi₂ и аморфную оболочку из SiO₂ толщиной 10 нм. По-видимому, их формирование протекает по реакции Ti+Si+O₂→TiSi₂(кр)+SiO₂(ам).

Электрические свойства оболочки проводов были исследованы при помощи атомно-силового микроскопа. Она оказалась хорошим изолятором, выдерживающим напряжения до 10 В.

Зависимость I(U) для сердцевины нанокабеля

Для измерения проводимости сердцевины к проводам были приделаны платиновые электроды при помощи сфокусированного ионного пучка (FIB deposition). При этом часть изолирующей оболочки стравливалась. Зависимость I(U) оказалась линейной, рассчитанное удельное сопротивление провода составило 5.3×10^-6 Ом м. Максимальная плотность тока достигает 3.1×10¹¹ А/м², что на пять порядков больше, чем у меди, и сравнимо с плотностью тока в углеродных нанотрубках.

Работа Synthesis and electrical properties of TiSi₂ nanocables опубликована в журнале Applied Physics Letters.