Sipas një raporti në numrin e fundit të Science, një ekip kërkimesh i drejtuar nga Universiteti i Tokios në Japoni ka prodhuar me sukses një nanotub semiconductor disulfidi molibdeni (MoS₂) me një mur të vetëm me një diametër prej vetëm 1 nanometri, rreth njëqind mijë herë më i ngushtë se gjerësia e një flokë njeriu, duke përdorur nanotube boriti nitride (BN) si një model. Struktura konsiderohet si nanotubi më i vogël semiconductor në botë deri më tani. Kjo arritje konfirmon jo vetëm parashikimet teorike të bëra dekada më parë në lidhje me pronat elektronike të materialeve shumë të holla, por gjithashtu ofron një qasje të re për zhvillimin e pajisjeve elektronike miniaturizuar të brezit të ardhshëm.
Nanotubet e karbonit dikur tërhiqnin vëmendje të gjerë për pronat e tyre të shkëlqyera mekanike dhe elektrike. Megjithatë, ndryshime të vogla në strukturën e tyre atomike mund të ndikojnë ndjeshëm në qëndrushmërinë e tyre, duke krijuar sfida për aplikimet e transistorëve. Në kontrast, MoS₂ është një material natyralisht gjysmëpërçues me potencial të gjerë në pajisjet elektronike gjysmëpërçuese, sensorët me ndjeshmëri të lartë, dhe kërkimin në fizikën në shkallë kuantike. Sidoqoftë, ndërsa diametrat e nanotubeve zvogëlohen, stabiliteti strukturor dhe vështirësia e prodhimit rriten ndjeshëm. Prodhimi i nanotubeve MoS₂ shumë të holla me struktura të kontrolluara ka mbetur prandaj një sfidë kryesore në shkencën e materialeve.
Për të kaluar këtë kufizim, ekipi kërkimor shkaktoi reagime kimike brenda hapësirës së ngushtë të brendshme të nanotubeve BN, duke sintetizuar nanotube MoS₂ me një mur të vetëm me një diametër prej vetëm 1 nanometri dhe një strukturë atomike të definuar shkallë. Kërkuesit thanë se kjo hapësirë e kufizuar mundësoi rritjen e nanotubeve MoS₂ shumë të holla që do të ishin ndryshe të vështira për t'u formuar, duke promovuar gjithashtu renditjen e organizuar atomike dhe duke prodhuar materiale shumë uniforme me struktura të definuara mirë.
Studimi zbuloi se gropat e bandave zvogëlohen ndërsa diametri i nanotubeve bëhet më i vogël, duke konfirmuar një parashikim teorik të propozuar 25 vjet më parë.
Metodat konvencionale të prodhimit të nanotubeve zakonisht prodhojnë nanotube me shumë mure me diametra më të mëdha se 10 nanometra, dhe strukturat e tyre atomike shpesh janë të vështira për t'u kontrolluar me saktësi. Në shkallë nano, edhe ndryshimet shumë të vogla strukturore mund të ndikojnë ndjeshëm në performancën e materialeve. Arritja e kontrollit strukturor në nivel atomik është prandaj mjaft e rëndësishme për aplikimet e ardhshme të pajisjeve.
Teknologjitë ekzistuese të gjysmëpërçuesve përballen me vështirësi në rritje për të mbajtur përsosmëri strukturore ndërsa pajisjet vazhdojnë të zvogëlohen, me defekte që kanë një ndikim më të madh në shkallë më të vogla. Nanotubet e karbonit përballen me sfida të ngjashme. Nanotubet MoS₂ mund të ofrojnë avantazhe në kontrollin dimensional dhe koherencën e strukturës atomike, duke ofruar një rrugë të re potenciale për ndërtimin e kanaleve gjysmëpërçuese ultra-miniaturizuar.
Kjo arritje mbetet disa hapa larg aplikimit praktik. Nanotubet e prodhuara aktualisht janë vetëm disa qindra nanometra të gjata. Ekipi kërkimor planifikon të zgjerojë gjatësinë e tyre në rreth 1 mikrometër, ose 1,000 nanometra, dhe të eksplorojë nëse të njëjtën metodë mund të përdoret për të prodhuar materiale të tjera nanotubejo, duke përfshirë materiale magnetike dhe superkonduktive.