आणविक तार
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आणविक तार (या कभी-कभी आणविक नैनोतार कहा जाता है) आणविक श्रृंखलाएं होती हैं जो विद्युत प्रवाह का संचालन करती हैं। वे आणविक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए प्रस्तावित निर्माण खंड है। उनके विशिष्ट व्यास तीन नैनोमीटर से कम हैं, जबकि उनकी लंबाई स्थूलदर्शित हो सकती है, जो सेंटीमीटर या उससे अधिक तक विस्तारित है।
उदाहरण
अधिकांश प्रकार के आणविक तार कार्बनिक अणुओं से प्राप्त होते हैं। स्वाभाविक रूप से होने वाली आणविक तार डीएनए है। प्रमुख अकार्बनिक उदाहरणों में Li2Mo6Se6[1] और Mo6S9−xIx,[2][3][4] [Pd4(CO)4(OAc)4Pd(acac)2],[5] और एकल-अणु विस्तारित धातु परमाणु श्रृंखला (ईएमएसी) जैसे बहुलक पदार्थ सम्मिलित हैं, जिसमें संक्रमण धातु परमाणुओं के तार सम्मिलित होते हैं जो सीधे एक दूसरे से बंधे होते हैं।[6] अनुचुंबकीय अकार्बनिक अर्धांश वाले आणविक तार कोंडो प्रभाव प्रदर्शित कर सकते हैं।
इलेक्ट्रॉनों का चालन
आणविक तार विद्युत का संचालन करते हैं। उनके निकट सामान्यतः गैर-रैखिक धारा-वोल्टता विशेषताएं होती हैं, और साधारण ओमिक संवाहक के रूप में व्यवहार नहीं करते हैं। चालन तापमान या विद्युत क्षेत्र के कार्य के रूप में विशिष्ट शक्ति नियम व्यवहार का अनुसरण करते है, जो भी अधिक हो, उनके दृढ आयामी प्रकृति से उत्पन्न होते है। एक-आयामी प्रणालियों की चालकता को समझने के प्रयास में कई सैद्धांतिक विचारों का उपयोग किया गया है, जहां इलेक्ट्रॉनों के बीच दृढ परस्पर क्रिया से सामान्य धातु (फर्मी तरल) व्यवहार से विचलन होता है। टोमोनागा, लुटिंगर और विग्नर द्वारा प्रस्तुत की गई महत्वपूर्ण अवधारणाएँ हैं। शास्त्रीय कूलम्ब प्रतिकर्षण (कूलॉम्ब अवरोधन कहा जाता है) के कारण होने वाले प्रभाव, कंपन की स्वतंत्रता की कोटियां (फोनन कहा जाता है) और क्वांटम विकृति के साथ परस्पर क्रिया[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 विधियां विकसित किए गए हैं।[8] मूल सिद्धांत दोहराए जाने वाले मॉड्यूल को एकत्रित करना है। कार्बनिक आणविक तारों को सामान्यतः संक्रमण धातु-मध्यस्थ क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है।
कार्बनिक आणविक तार
कार्बनिक आणविक तारों में सामान्यतः एथिलीन समूह या एसिटिलीन समूह से जुड़े ऐरोमैटिक वलय होते हैं। संक्रमण धातु-मध्यस्थ क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाओं का उपयोग कार्बनिक आणविक तारों के निर्माण के लिए अभिसारी कार्य प्रणाली में साधारण निर्माण खंड को साथ जोड़ने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, सरलता से उपलब्ध 1-ब्रोमो-4-आयोडोबेंजीन (A) से प्रारंभ करके साधारण ओलिगो (फेनिलीन एथिलीन) प्रकार के आणविक तार (B) 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 नैनोनलिका और डीएनए सम्मिलित हैं। कार्बन नैनोनलिका 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 भीतर डीएनए-पोलीमरेज़-उत्प्रेरित प्रतिकृति द्वारा तैयार किया जा सकता है।
यह वर्तमान में दिखाया गया था कि पिरिडीन और पाइरीडीन-व्युत्पन्न बहुलक सरल पराबैंगनी विकिरण के अंतर्गत इलेक्ट्रॉनिक रूप से प्रवाहकीय पॉलीएज़ासेटिलीन श्रृंखला बना सकते हैं, और यह कि वृद्ध पाइरीडीन प्रतिदर्शों के बभ्रुकरण का सामान्य अवलोकन आंशिक रूप से आणविक तारों के निर्माण के कारण होते है। जेल ने आयनिक चालकता (ठोस अवस्था) और विकिरण पर इलेक्ट्रॉनिक चालकता के बीच संक्रमण का निष्पादन किया।[10]
अकार्बनिक आणविक तार
अकार्बनिक आणविक तारों के एक वर्ग में शेवरेल-क्लस्टर से संबंधित उपइकाइयां होती हैं। Mo6S9−xIx का संश्लेषण 1343 K पर सीलबंद और निर्वात क्वार्ट्ज आमपोले में किया गया था। Mo6S9−xIx, में, दोहराने वाली इकाइयां Mo6S9−xIx क्लस्टर हैं, जो नम्य सल्फर या आयोडीन पुलों द्वारा एक साथ जुड़े हुए हैं।[11]
धातु-जैविक अग्रदूतों से भी श्रृंखला का उत्पादन किया जा सकता है।[12]
आण्विक इलेक्ट्रानिकी में नैनोतार
अणुओं को जोड़ने के लिए उपयोगी होने के लिए, मेगावाट को ठीक रूप से परिभाषित मार्गों का अनुसरण करते हुए स्वयं को एकत्रित करने और उनके बीच विश्वसनीय विद्युत संपर्क बनाने की आवश्यकता होती है। एकल अणुओं के आधार पर एक जटिल परिपथ को पुनरुत्पादित रूप से आत्म-एकत्रित करने के लिए। आदर्श रूप से, वे विविध पदार्थों से जुड़ेंगे, जैसे कि सोने की धातु की सतह (बाहरी संसार से संपर्क के लिए), जैव अणु (नैनोसेंसर, नैनोइलेक्ट्रोड, आणविक स्विच के लिए) और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्हें शाखन की अनुमति देनी चाहिए। योजक पूर्व-निर्धारित व्यास और लंबाई के भी उपलब्ध होने चाहिए। पुनुरुत्पादनीय परिवहन और संपर्क गुणों को सुनिश्चित करने के लिए उनके निकट 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 निष्पादन किया गया है, परन्तु 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 संयोजकता की कमी होती है और यह आणविक इलेक्ट्रानिकी घटकों को जोड़ने के लिए अनुपयुक्त है।
कार्बन नैनोनलिका (सीएनटी) के कुछ प्रकार संवहन कर रही हैं, और संयोजक समूह को जोड़कर उनके सिरों पर संयोजकता अर्जित की जा सकती है। दुर्भाग्य से पूर्व-निर्धारित गुणों के साथ सीएनटी का निर्माण वर्तमान में असंभव है, और क्रियात्मक छोर सामान्यतः आणविक योजक के रूप में उनकी उपयोगिता को सीमित करते हुए संचालन नहीं कर रहे हैं। अलग-अलग सीएनटी को इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में संयुक्त किया जा सकता है, परन्तु संपर्क सहसंयोजक नहीं है और स्व-संयोजन नहीं किया जा सकता है।
Mo6S9−xIx मेगावाट का उपयोग करके बड़े कार्यात्मक परिपथ के निर्माण के लिए संभावित मार्गों का निष्पादन किया गया है, या तो लिंकर्स के रूप में सोने के नैनोकणों के माध्यम से, या थिओलेटेड अणुओं के प्रत्यक्ष संबंध द्वारा। दो दृष्टिकोण अलग-अलग संभावित अनुप्रयोगों को जन्म दे सकते हैं। जीएनपी का उपयोग शाखाओं में बंटने और बड़े परिपथ के निर्माण की संभावना प्रदान करते है।
अन्य शोध
आणविक तारों को बहुलक में सम्मिलित किया जा सकता है, उनके यांत्रिक और/या संचालन गुणों को बढ़ाया जा सकता है। इन गुणों की वृद्धि समूह बहुलक में तारों के समान फैलाव पर निर्भर करती है। अन्य नैनोतारों या नैनोनलिका की तुलना में बहुलक समूह के भीतर उनकी ठीक विलेयता पर विश्वास करते हुए एमओएसआई तारों को ऐसे संयोजन में बनाया गया है। प्रवर्तक और विभवमापी में अनुप्रयोगों के साथ, तारों के बंडलों का उपयोग बहुलक के त्रि तार्किक गुणों को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। यह वर्तमान में प्रस्तावित किया गया है कि व्यावर्तित नैनोतार विद्युत् यांत्रिक नैनो उपकरण (या आघूर्ण बल नैनो संतुलन) के रूप में काम कर सकते हैं ताकि नैनो पैमाने पर बड़ी यथार्थता के साथ बल और आघूर्ण बल को मापा जा सके।[14]
संदर्भ
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- ↑ Vrbani, Daniel; Rem Kar, Maja; Jesih, Adolf; Mrzel, Ale; Umek, Polona; Ponikvar, Maja; Jan Ar, Bo Tjan; Meden, Anton; Novosel, Barbara; Pejovnik, Stane; Venturini, Peter; Coleman, J C; Mihailovi, Dragan (2004). "Air-stable monodispersed Mo6S3I6 nanowires". Nanotechnology. 15 (5): 635–638. Bibcode:2004Nanot..15..635V. doi:10.1088/0957-4484/15/5/039. S2CID 250922114.
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