包裹在氮化硼（boron nitride，BN）納米管中的碲（tellurium）可以薄到2納米，其載流能力超過了其他現有的半導體。圖片：得克薩斯大學達拉斯分校
可穿戴的技術和電子布可能是未來的方式，但要實現這一目標，接線必須牢固，靈活且高效。
密歇根理工大學的物理學家研究的氮化硼納米管（BNNT）包裹著碲原子鏈，就像一根稻草一樣，可以通過光和壓力來控制。在與普渡大學、華盛頓大學和德克薩斯大學達拉斯分校的研究人員合作下，研究小組於本週在《自然電子》雜誌上發表了他們的發現。
隨著對更小、更快的設備的需求增長，科學家和工程師開始使用具有某些性能的材料，這些材料可以在部分失去作用或無法充分收縮時保持性能。
可穿戴技術，意味著可以放在杯子、桌子、宇航服和其他材料表面的電子布或極薄的設備，研究人員已開始調整納米材料的原子結構。他們測試的材料需要隨著人的移動而彎曲，但不能隨意彎曲或變形，還需要在不同的溫度下保持狀態，並能保證用戶期望的軟件功能。我們現在還不具備這樣的技術。
正如其納米結構的“管”所暗示的那樣，BNNT在中間是空心的。它們具有很高的絕緣性，並且像奧林匹克體操運動員一樣堅韌。這使它們成為與具有巨大電氣前景的另一種材料（碲）配對的好選擇。碲原子鏈被串成非常細的納米線，並穿過BNNT的空心中心，變成了一條具有巨大載流能力的細線。
沒有這種絕緣外套，我們將無法從原子鏈中分離出信號。現在，我們有機會審查它們的量子行為。這是人類第一次創建一個所謂的封裝原子鏈，您可以在其中實際測量它們。我們的下一個挑戰是使氮化硼納米管變得更小。”
裸露的納米線就像是一門鬆散的大炮。當它與飛散的電子頻繁接觸時，控制它的電行為 - 甚至只是瞭解它 - 是非常困難的。碲是與硒和硫相似的準金屬，碲納米線的物理和電子性質與元素碲不同。研究人員只需要一種隔離它的方法，BNNT現在就提供了這種方法。
研究人員發現，這種材料被製成一串原子時，會形成DNA狀的螺旋結構，如該圖中的粉紅色線條所示，它被封裝在納米管中。圖片：普渡大學
普渡大學首席研究員葉培德說：“這種碲材料確實是獨一無二的。它可以製造出世界上最小的功能晶體管。”
通過德克薩斯大學達拉斯分校的透射電子顯微鏡（Transmission electron microscopy）觀察到這些一維鏈中的原子會擺動。“硅原子看起來很直，但是這些碲原子像蛇一樣。這是一種非常原始的結構。”
碲化BNNT納米線創建了僅2納米寬的場效應晶體管。當前市場上的硅晶體管的寬度在10至20納米之間。新的納米線的載流能力達到1.5x10^8cm2，這也擊敗了大多數半導體納米線。封裝後，研究小組評估了納米管中所含碲原子鏈的數量，並研究了以六角形排列的單束和三束。
此外，碲填充納米線對光和壓力敏感，這是未來電子技術的另一個有希望的方面。該小組還將碲納米線包裹在碳納米管中，但是由於碳的導電或半導電性質，無法測量其性質。
儘管碲納米線已被捕獲在BNNT內，就像罐中的螢火蟲，但許多謎團仍然存在。在人們開始穿上運動碲T恤和BNNT繫帶的靴子之前，必須先表徵這些原子鏈的性質，然後才能實現其可穿戴技術和電子布的全部潛力。
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