«نانو اسپین الکترون ها» Nano-spin electrons در ساختار نانو سیم ها Nano wire

 ساختارهای یک بعدی مانند نانو لوله ها ، نانو سیم ها و سیم های کوانتومی ساختارهای قابل توجهی در زمینه های نانو اسپینترونیک ، نانو فوتونیک ، نانو الکترونیک و... به شمار میآیند.دلیل این توجه، بزرگ بودن نسبت طول به قطر آنها و تفاوت در خصوصیات الکتریکی، اپتیکی، شیمیایی و مغناطیسی آنها است که منجر به استفاده به عنوان بلوک های سازنده در وسیله های الکترونیک و اپتوالکترونیک نانو مقیاس شده است. روش های متفاوتی جهت دستیابی به نانو آرایه های یک بعدی ذکر شده است، از جمله آنها میتوان روشهای بر پایه لیتوگرافی (لیتوگرافی با پرتو الکترونی، لیتوگرافی نوری، الکتریکی ، اشعه یونی ، لیتوگرافی ،توسط میکروسکوپ های روبشی)  ،روش رسوب از فاز بخار (رسوب فیزیکی بخار و رسوب شیمیایی بخار) و روشهای مبتنی بر استفاده از تمپلت را نام برد.الکترون در اتم ، علاوه بر این که تحت تاثیر نیروی جاذبه هسته ، به دور آن می چرخد، دارای یک حرکت چرخشی به دور خود نیز می باشد. این نوع چرخش را در ساختار نانو سیم ها اصطلاحا نانو اسپین الکترون می گویند.نانو سیم های کبالت با قطر درحدود 93 نانومتر به کمک تکنیک الکترو انباشت بر روی قالب آلومینیوم نانو سیم ها به روش انباشت گالوانو استاتیک ساخته میشوند.قالب آلومینیوم  از طریق (منودایز) چند مرحله ای ورقه آلومینیومی خالص ساخته میشود.ساخت آرایه های نانو سیم های کبالت عمودی تراز شده بر روی سطوح مسطح و همچنین نتشار میدان (FE) را با استفاده از آنها به عنوان کاتد الکترونی مورد استفاده قرار میگیرد این آرایه ها با استفاده از الکترودینگ در قالب های نانو ذرات روی بسترهای Au / Ti / Si در دمای بسیار کم (<100 درجه سانتیگراد) بدست می آیند. پس از حذف الگوی ، آرایه ها شامل نانوسیم های ایستاده از نظر  ساختاری با نسبت های با ابعاد بالا ، ابعاد یکنواخت و تراکم از پیش تعیین شده هستند. اندازه گیری های انتشار میدان الکترون ویژگی های فلزی و تکثیر نانو سیم های کبالتی را انجام میدهد.در تکثیر نانو لوله های اکسید کبالت با محاسبه نانو سیم های کبالت جاسازی شده در الگوی آلومینای  در هوا سنتز میشوند.

نانو سیم های کبالت Cobalt Nano Wire می تواند خواص عایق ،نیمه هادی یا فلز را داشته باشد. عایق ها بار الکتریکی را تحمل نمی کنند ، در حالی که فلزات بار های الکتریکی بسیار خوبی دارند. نیمه هادی ها بین این دو قرار دارند و تحت شرایط مناسب شارژ می شوند.  با قرار دادن سیم های نیمه هادی در پیکر بندی مناسب می توان ترانزیستور هایی ساخت که یا به عنوان سوئیچ یا تقویت کننده عمل می کند .برخی از ویژگی های جالب و ضد انعطاف پذیر نانو سیم ها به دلیل مقیاس کوچک است. نانو سیم های سیلیکونی یکی از بهترین مثالها برای نانو ساختارهای نیمه هادی هستند که می توانند به صورت تک بلور با قطر کوچک به اندازه 9 تا 0 نانومتر ساخته شوند.ماهیت الکترومغناطیسی نانو ذرات در مواد مغناطیسی، مولکولها و اتم های سازنده ی آن خاصیت الکترومغناطیسی دارند. به بیان ساده تر عناصری مانند آهن، کبالت، نیکل و آلیاژ های آنها که توسط آهنربا جذب میگردد. مواد مغناطیسی نامیده میشود.طبقه بندی مواد الکترو مغناطیسی بر اساس پذیرفتاری مغناطیسی (قابلیت مغناطیسی شدن ماده ) انجام میشود. بر این اساس مواد را به سه گروه فرومغناطیس، پارامغناطیس و دیامغناطیس دسته بندی میکنند. برایند گشتاور دو  قطبی در مواد دیا مغناطیس الکترو مغناطیسی صفر است و در حضور میدان مغناطیسی، گشتاور دو قطبی در آنها القا میشود؛ اما جهت این دو قطبی های القا شده برخلاف جهت میدان مغناطیسی خارجی است که باعث میشود ماده ی (دیا مغناطیس) از میدان مغناطیسی دفع شود. با حذف میدان مغناطیسی خارجی، خاصیت مغناطیسی این مواد باقی نمیماند. پذیرفتاری مغناطیسی این مواد منفی و خیلی کم (در حدود 6-10 -تا 3-10 ) میباشد. تمام گازها (جز اکسیژن) ، آب، نقره، طلا، مس ، الماس ، گرافیت ، بیسموت  و بسیاری از ترکیب های آلی (دیا مغناطیس) هستند. دو قطبی های مغناطیسی در ماده ی پارا مغناطیس، دارای سمتگیری مشخص و منظمی نیستند؛ در نتیجه این مواد خاصیت مغناطیسی ندارند. اگر آنها درون یک میدان مغناطیسی قرار داده شوند، در راستای خط های میدان مغناطیسی منظم میشوند. با حذف میدان مغناطیسی، دوقطبی های مغناطیسی دوباره به سرعت به وضعیت قبلی که در غیاب میدان داشتند، بر میگردند. به این ترتیب، مواد پارامغناطیس در میدانهای نانو الکترو مغناطیسی قوی خاصیت مغناطیسی پیدا میکنند.

مزایای استفاده از اکسید آلومینیوم نانو متخلخل به عنوان تمپلت جهت تولید نانو سیم ها نسبت به سایر روش ها، شامل نظم بالای تخلخل ها، هم راستا بودن تخلخلها، قابل کنترل بودن نسبت طول به قطر و چگالی بالای تخلخل است. میزان نظم و ابعاد نانو سیمهای تولید شده با استفاده از این دسته از تمپلت ها با شرایط اولیه فرایند آندایز تعیین و کنترل میشود. به علت پایداری شیمیایی، مغناطش اشباع بالا، ناهمسانگردی محوری زیاد، دمای کوری بالا، پایداری شیمیایی و مقاومت خوردگی بسیار عالی، و مقاومت ویژه نانو الکتریکی بالا از خواص الکترو مغناطیسی و نانو مگنتواپتیکی خوبی برخوردار هستند.