आणविक तार
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आणविक तार (या कभी-कभी आणविक नैनोवायर कहा जाता है) आणविक श्रृंखलाएं होती हैं जो विद्युत प्रवाह का संचालन करती हैं। वे आणविक के लिए प्रस्तावित बिल्डिंग ब्लॉक हैं इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों। उनके विशिष्ट व्यास तीन नैनोमीटर से कम हैं, जबकि उनकी लंबाई मैक्रोस्कोपिक हो सकती है, जो सेंटीमीटर या उससे अधिक तक फैली हुई है।
उदाहरण
अधिकांश प्रकार के आणविक तार कार्बनिक अणुओं से प्राप्त होते हैं। एक स्वाभाविक रूप से होने वाली आणविक तार डीएनए है। प्रमुख अकार्बनिक उदाहरणों में ली जैसे बहुलक पदार्थ शामिल हैं2एमओ6से6[1] और मो6S9−xIx,[2][3][4] [पीडी4(सीओ)4(ओएसी)4पद(अकास)2],[5] और एकल-अणु विस्तारित धातु परमाणु श्रृंखला (ईएमएसी) जिसमें संक्रमण धातु परमाणुओं के तार शामिल होते हैं जो सीधे एक दूसरे से बंधे होते हैं।[6] पैरामैग्नेटिक इनऑर्गेनिक मोएटी वाले आणविक तार कोंडो प्रभाव प्रदर्शित कर सकते हैं।
इलेक्ट्रॉनों का चालन
आणविक तार बिजली का संचालन करते हैं। उनके पास आम तौर पर गैर-रैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएं होती हैं, और साधारण ओमिक कंडक्टर के रूप में व्यवहार नहीं करते हैं। चालन तापमान या विद्युत क्षेत्र के कार्य के रूप में विशिष्ट शक्ति कानून व्यवहार का अनुसरण करता है, जो भी अधिक हो, उनके मजबूत एक आयामी चरित्र से उत्पन्न होता है। एक-आयामी प्रणालियों की चालकता को समझने के प्रयास में कई सैद्धांतिक विचारों का उपयोग किया गया है, जहां इलेक्ट्रॉनों के बीच मजबूत बातचीत से सामान्य धातु (फर्मी तरल) व्यवहार से विचलन होता है। हार्ट-इचिरो टोमोनागा, लुटिंगर और विग्नर द्वारा पेश की गई महत्वपूर्ण अवधारणाएँ हैं। शास्त्रीय कूलम्ब प्रतिकर्षण (कूलॉम्ब नाकाबंदी कहा जाता है) के कारण होने वाले प्रभाव, कंपन की स्वतंत्रता की डिग्री (फोनन कहा जाता है) और क्वांटम विकृति के साथ बातचीत[7] आण्विक तारों के गुणों को निर्धारित करने में भी महत्वपूर्ण पाया गया है।
संश्लेषण
विभिन्न प्रकार के आणविक तारों (जैसे कार्बनिक आणविक तार और अकार्बनिक आणविक तार) के संश्लेषण के लिए तरीके विकसित किए गए हैं।[8] मूल सिद्धांत दोहराए जाने वाले मॉड्यूल को इकट्ठा करना है। कार्बनिक आणविक तारों को आमतौर पर संक्रमण धातु-मध्यस्थ क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है।
कार्बनिक आणविक तार
कार्बनिक आणविक तारों में आमतौर पर एथिलीन समूह या एसिटिलीन समूह से जुड़े सुगंधित छल्ले होते हैं। संक्रमण धातु-मध्यस्थ क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाओं का उपयोग कार्बनिक आणविक तारों के निर्माण के लिए एक अभिसारी फैशन में साधारण बिल्डिंग ब्लॉक्स को एक साथ जोड़ने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, आसानी से उपलब्ध 1-ब्रोमो-4-आयोडोबेंजीन (ए) से शुरू करके एक साधारण ओलिगो (फेनिलीन एथिलीन) प्रकार के आणविक तार (बी) को संश्लेषित किया गया था।[9] सोनोगाशिरा युग्मन प्रतिक्रियाओं के कई चरणों के माध्यम से अंतिम उत्पाद प्राप्त किया गया था।
अन्य कार्बनिक आणविक तारों में कार्बन नैनोट्यूब और डीएनए शामिल हैं। कार्बन नैनोट्यूब को विभिन्न नैनो-तकनीकी दृष्टिकोणों के माध्यम से संश्लेषित किया जा सकता है। डीएनए ठोस-चरण पर या तो चरण-वार डीएनए संश्लेषण द्वारा या कोशिकाओं के अंदर डीएनए-पोलीमरेज़-उत्प्रेरित प्रतिकृति द्वारा तैयार किया जा सकता है।
यह हाल ही में दिखाया गया था कि पिरिडीन और पाइरीडीन-व्युत्पन्न पॉलिमर सरल पराबैंगनी विकिरण के तहत इलेक्ट्रॉनिक रूप से प्रवाहकीय पॉलीएज़ासेटिलीन श्रृंखला बना सकते हैं, और यह कि वृद्ध पाइरीडीन नमूनों के ब्राउनिंग का सामान्य अवलोकन आंशिक रूप से आणविक तारों के गठन के कारण होता है। जैल ने आयनिक चालकता (ठोस अवस्था) और विकिरण पर इलेक्ट्रॉनिक चालकता के बीच एक संक्रमण का प्रदर्शन किया।[10]
अकार्बनिक आणविक तार
अकार्बनिक आणविक तारों के एक वर्ग में शेवरेल-क्लस्टर से संबंधित उपइकाइयां होती हैं। मो का संश्लेषण6S9−xIx 1343 K. Mo में सीलबंद और वैक्यूम किए गए क्वार्ट्ज ampoule में प्रदर्शन किया गया था6S9−xIx, दोहराई जाने वाली इकाइयाँ मो हैं6S9−xIx क्लस्टर, जो लचीले सल्फर या आयोडीन पुलों द्वारा एक साथ जुड़ जाते हैं।[11] धातु-जैविक अग्रदूतों से भी जंजीरों का उत्पादन किया जा सकता है।[12]
आण्विक इलेक्ट्रॉनिक्स में नैनोवायर्स
अणुओं को जोड़ने के लिए उपयोगी होने के लिए, MWs को अच्छी तरह से परिभाषित मार्गों का अनुसरण करते हुए स्वयं को इकट्ठा करने और उनके बीच विश्वसनीय विद्युत संपर्क बनाने की आवश्यकता होती है। एकल अणुओं के आधार पर एक जटिल सर्किट को पुनरुत्पादित रूप से आत्म-इकट्ठा करने के लिए। आदर्श रूप से, वे विविध सामग्रियों से जुड़ेंगे, जैसे कि सोने की धातु की सतह (बाहरी दुनिया से कनेक्शन के लिए), जैव अणु (नैनोसेंसर, नैनोइलेक्ट्रोड, आणविक स्विच के लिए) और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्हें ब्रांचिंग की अनुमति देनी चाहिए। कनेक्टर्स पूर्व-निर्धारित व्यास और लंबाई के भी उपलब्ध होने चाहिए। प्रजनन योग्य परिवहन और संपर्क गुणों को सुनिश्चित करने के लिए उनके पास सहसंयोजक बंधन भी होना चाहिए।
डीएनए जैसे अणुओं में विशिष्ट आणविक-पैमाने की पहचान होती है और इसका उपयोग आणविक मचान निर्माण में किया जा सकता है। जटिल आकृतियों का प्रदर्शन किया गया है, लेकिन दुर्भाग्य से धातु लेपित डीएनए जो विद्युत रूप से संचालित होता है, व्यक्तिगत अणुओं से जुड़ने के लिए बहुत मोटा होता है। पतले लेपित डीएनए में इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टिविटी की कमी होती है और यह आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स घटकों को जोड़ने के लिए अनुपयुक्त है।
कार्बन नैनोट्यूब (CNTs) की कुछ किस्में कंडक्टिंग कर रही हैं, और कनेक्टिंग ग्रुप्स को जोड़कर उनके सिरों पर कनेक्टिविटी हासिल की जा सकती है। दुर्भाग्य से पूर्व-निर्धारित गुणों के साथ CNTs का निर्माण वर्तमान में असंभव है, और क्रियात्मक छोर आमतौर पर आणविक कनेक्टर्स के रूप में उनकी उपयोगिता को सीमित करते हुए संचालन नहीं कर रहे हैं। अलग-अलग सीएनटी को एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में टांका लगाया जा सकता है, लेकिन संपर्क सहसंयोजक नहीं है और स्व-संयोजन नहीं किया जा सकता है।
मो का उपयोग करके बड़े कार्यात्मक सर्किट के निर्माण के लिए संभावित मार्ग6S9−xIx MWs का प्रदर्शन किया गया है, या तो सोने के नैनोकणों के माध्यम से लिंकर्स के रूप में, या थिओलेटेड अणुओं के सीधे संबंध से। दो दृष्टिकोण अलग-अलग संभावित अनुप्रयोगों को जन्म दे सकते हैं। जीएनपी का उपयोग शाखाओं में बंटने और बड़े सर्किट के निर्माण की संभावना प्रदान करता है।
अन्य शोध
आणविक तारों को पॉलीमर में शामिल किया जा सकता है, उनके यांत्रिक और / या संचालन गुणों को बढ़ाया जा सकता है। इन गुणों की वृद्धि मेजबान बहुलक में तारों के समान फैलाव पर निर्भर करती है। अन्य नैनोवायरों या नैनोट्यूब की तुलना में पॉलिमर होस्ट के भीतर उनकी बेहतर विलेयता पर भरोसा करते हुए एमओएसआई तारों को ऐसे कंपोजिट में बनाया गया है। एक्ट्यूएटर्स और पोटेंशियोमीटर में अनुप्रयोगों के साथ, तारों के बंडलों का उपयोग पॉलिमर के ट्राइबोलॉजिकल गुणों को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। यह हाल ही में प्रस्तावित किया गया है कि मुड़े हुए नैनोवायर इलेक्ट्रोमैकेनिकल नैनोडेविसेस (या मरोड़ वाले nanobalance नैनोबैलेंस) के रूप में काम कर सकते हैं ताकि नैनोस्केल पर बड़ी सटीकता के साथ बल और टॉर्क को मापा जा सके।[14]
संदर्भ
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