"نانو سیم های کوانتومی" نانو سیم هایی با طیف وسیع از خصوصیات الکتریکی

نانو سیمها دقیقا مانند سیمهای معمولی الکتریکی غیر از این واقعیت هستند که بسیار کوچک هستند. مانند سیم های معمولی ، نانو سیم ها را می توان از انواع مواد رسانا و نیمه رسانا مانند مس ، نقره ، طلا ، آهن ، سیلیکون ، اکسید روی و ژرمانیوم ساخت. نانو سیم ها همچنین می توانند از نانو لوله های کربن ساخته شوند.

نانو سیم ها کمتر از 100 نانومتر قطر دارند و می توانند به اندازه 3 نانومتر کم باشند. به طور معمول نانو سیم ها بیش از 1000 برابر بیشتر از قطر آنها هستند. این تفاوت عظیم در نسبت طول به قطر نسبت به نانو سیم ها اغلب به عنوان مواد 1 بعدی گفته می شود. این منجر به خاصیت های منحصر به فردی می شود که در مواد فله مشاهده نمی شود، اندازه دقیقه نانو سیم ها به این معنی است که اثرات مکانیکی کوانتومی از اهمیت بالایی برخوردار می شوند. "سیم های کوانتومی" از مکانیک کوانتومی برای تولید سیم هایی با طیف وسیعی از خصوصیات الکتریکی منحصر به فرد بهره برداری می کنند. این خصوصیات شامل تونل کوانتومی است که به سیم های ساخته شده از نانو لوله های کربنی امکان هدایت بسیار بالایی را با الکترون هایی که از طریق سیم به صورت بالستیک عبور می کنند ، دارند.

در روش غوطه وری نانو سیم ها زمان کافی برای انتقال از ذرات نانو سیم ها به حفره ها را دارند؛ مرحله تشکیل نانو ذرات یکنواخت به آرامی   انجام شده و در نهایت نانو سیم هایی یکنواخت تشکیل میشود. بررسی ساختاری با FESEM در روش غوطه وری نانو سیم های یکنواخت در تمام تخلخلها و در منطقه وسیعی در ذرات نانو سیم ها تشکیل شده اند.پاسخ ساده به این سوال هر ذره ای کمتر از 100 نانومتر است. اما مانند مقیاس از 1 - 100 نانومتر دامنه اندازه یک نانو ذرات را تعیین می کند. به منظور جلوگیری از تماس ذرات خوشه ای از اتم ها ، ممکن است زیر 1 نانومتر حذف شود ، اما جنبش الکترون در نانو ذرات به ذرات <1 نانومتر دارد. از آنجا که ذرات سه بعدی هستند.

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 آلیاژهای 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 دیامغناطیس الکترومغناطیسی 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 (دیامغناطیس) 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 (دیامغناطیس) هستند. دو قطبی های مغناطیسی در ماده ی پارامغناطیس، 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.

نانو سیم ها nano wire دارای ساختاری که از نسبت طول به عرض شگفت انگیز برخوردارند. نانو سیم ها بسیار نازک هستند - ایجاد نانو سیمی با قطر فقط یک نانومتر امکان پذیر است، از نانو سیم ها برای ایجاد کوچکترین ترانزیستور (نانو ترانزیستور ها) استفاده میشود. نانو سیم 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 بارهای 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 پیکربندی 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 ها نانو ساختار های شبه دی الکترونیک با نسبت ابعاد بالا و مساحت بزرگ هستند ، که در آن یکنواختی کرنش شعاعی امکان ترکیبات غیر قابل استفاده از مواد نیمه هادی را فراهم می کند. کاربرد های بی شماری از نانوسیم ها را در الکترونیک ، نوری و فن آوری های کوانتومی به طور کلی امکان پذیر می کند.در تکثیر ذرات نانو سیم ها  با محاسبه ذرات نانوسیم های  جاسازی شده در الگوی آلومینای  در هوا سنتز میشوند. مورفولوژی و مراحل نانو سیم ها / نانو لوله ها به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی انتقال (TEM) و پراش اشعه X)XRD) مورد بررسی قرار میگیرد.  واکنش الکترونی ذرات نانو سیم های  بین اکسیداسیون در شکل گیری چنین نانو ساختارها Nanowire نقش دارد.

نانو سیم ها در ساخت نانو تراشه های کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا به جای جریان الکتریسیته از نور استفاده میکنند.کاربرد دارد.

ساخت تراشه های نانو  کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا بهجای جریان الکتریسیته از نور استفاده میکنند، در موارد نظامی،_ بیولوژیک تشخیص انواع سرطان و سایر بیماریهای پیچیده فقط با گرفتن یک قطره خون، بهبود و اصلاح کارتهای هوشمند و  ؛ پهباد ها و پرنده های نظامی نانو بکار گرفت.یکی دیگر از نانو ساختار هایی که امروزه مطالعات و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است نانو سیمها است . عموما سیم به ساختاری گفته میشود که در یک جهت (جهت طولی) گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی میباشند رسانایی الکتریکی میباشد. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق میافتد .ساخت سیمهایی در ابعاد نانومتری هم از جهت تکنولوژیکی و هم از جهت علمی بسیار مورد علاقه میباشد، زیرا در ابعاد نانو متری خواص غیر معمولی از خود بروز میدهند .نسبت طول به قطر نانو سیمها بسیار بالا میباشد.نانو تکنولوژی عرصه کاربرد اجزای فوق العاده کوچک در کنار یکدیگر است. در مورد کامپیوتر ها، هدف از قرار دادن این اجزای نانو متری در کنار یکدیگر ساخت کامپیوتر هایی سریع تر، قدرتمندتر و عملکردی روانتر در حجمی کوچک تر است. که در سیستم های نانو _ میکرو الکترونیک کاربرد دارند.نانو تکنولوژی نقشی اصلی در سناریوی طراحی کامپیوتر های جدیدتر و پرسرعت تر داشته است و خواهد داشت. یکی از صنایعی که بیشترین نفع را از رشد نانو تکنولوژی می برد، صنعت الکترونیک است. طراحی کامپیوتر ها و قطعات آن ها به گونه ای است که به صورت مداوم به سمت کاهش و بهینه سازی ابعاد قطعات پیش می روند. در چنین شرایطی نقش فناوری نانو در کامپیوتر می تواند نگاه ها را به سمت خود معطوف کند.نانو فناوری الکترونیک ، در کامپیوتر و قطعات الکترونیکی کاربرد بسیاری دارد.نانو تکنولوژی مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنهاست. هدف اصلی اکثر تحقیقات نانو تکنولوژی شکل دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود  است.با بهره گیری از ساختارهای نانویی، می توان اندازه بیت های حافظه را اساسا بیشتر کاست و به این وسیله چگالی حافظه مغناطیسی و کارایی آن را افزایش داد و هزینه و بهایش را پایین تر آورد. روش های لیتوگرافی نانویی هم اکنون برای مهیا کردن برخی حافظه های بسیار نیرومند به کار گرفته می شوند.نانو الکترونیک رویکرد تازه ای را در صنعت الکترونیک در زمینه انواع جدید مدار ها، پردازشگر ها، شیوه های ذخیره اطلاعات و حتی روش های نوینی الکترونیک نوری جهت انتقال اطلاعات دارد.