奈米管的操控

為了要能從奈米管製造出一些元件,能夠以一種具掌控能力的方式,來操控奈米管是非常重要的。IBM研究團隊已經開發出能改變奈米管的位置,形狀,方位,以及裁剪奈米管的能力。他們是使用一台原子力顯微儀(atomic force microscope, AFM)來達成任務的。

他們首先將AFM 設定於"non-contact" 的模式,藉著掃描AFM的針尖來獲取這個奈米管的影像,如下面第一圖中紅色所示的,剛好在表面上一點點。
然後將AFM的針尖移至表面上,就像使用一根小鋤頭般地來移動這根奈米管。

因為藉由凡得伐爾力的關係,奈米管和表面之間具有很強的作用力,使得被彎曲的奈米管會保持其彎曲形狀,而且待在其被擺的地方,而不會彈回成它習慣性較喜歡的直線形狀。

 

Manipulation 3D

 

下面是一系列AFM的影像,用來說明如何將一根奈米管定位於橫跨一個絕緣層的各個步驟,以便能經過它來傳送電流。

一根奈米管(紅色的東西)本來是在一個絕緣基層(SiO2, 綠色的東西)上面,經過幾個步驟的操控之後,被移位到一個錳鉑細線上(藍色部分),然後最後被拉直來橫跨一個錳氧化物的絕緣層(黃色部分)。

manip2

 

請點一下左邊的電影機圖樣來下載一個上述奈米管操控的MPG電影(134 KB) (請以7.5 frames/s的速度來撥放此電影)

 
 

Manip_theta2

 

左圖所示的是另一個如何操控奈米管來形成複雜形狀的例子:這六張圖片乃是一系列奈米管(橘色部分)在一個矽晶基層(藍色部分)上的AFM影像。這裡沒有將所有步驟都秀出來。AFM針尖是用來將一根2.5微米長的奈米管彎轉成希臘字母"theta"