(Phys.org) —Junhao Lin, un Ph.D. de la Universidad de Vanderbilt. estudiante y científico visitante en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL), ha encontrado una manera de utilizar un haz de electrones finamente enfocado para crear algunos de los cables más pequeños jamás fabricados. Los cables metálicos flexibles tienen solo tres átomos de ancho:una milésima parte del ancho de los cables microscópicos que se utilizan para conectar los transistores en los circuitos integrados actuales.

El logro de Lin se describe en un artículo publicado en línea el 28 de abril por la revista Nanotecnología de la naturaleza . Según su asesor Sokrates Pantelides, Profesor universitario distinguido de física e ingeniería en la Universidad de Vanderbilt, y sus colaboradores en ORNL, La técnica representa una nueva y emocionante forma de manipular la materia a nanoescala y debería impulsar los esfuerzos para crear circuitos electrónicos a partir de monocapas atómicas. el factor de forma más delgado posible para objetos sólidos.

"Junhao tomó este proyecto y realmente lo siguió, "dijo Pantelides.

Lin fabricó los diminutos cables a partir de una familia especial de materiales semiconductores que forman monocapas de forma natural. Estos materiales, llamados dicalcogenuros de metales de transición (TMDC), se fabrican combinando los metales molibdeno o tungsteno con azufre o selenio. El miembro más conocido de la familia es el disulfuro de molibdeno, un mineral común que se utiliza como lubricante sólido.

Las monocapas atómicas son objeto de considerable interés científico en estos días porque tienden a tener una serie de cualidades notables, como fuerza y ​​flexibilidad excepcionales, transparencia y alta movilidad de electrones. Este interés se despertó en 2004 con el descubrimiento de una forma fácil de crear grafeno, una red en forma de panal de átomos de carbono a escala atómica que ha exhibido una serie de propiedades récord, incluyendo fuerza, conducción de electricidad y calor. A pesar de las propiedades superlativas del grafeno, los expertos han tenido problemas para convertirlos en dispositivos útiles, un proceso de materiales que los científicos llaman funcionalización. Entonces, los investigadores han recurrido a otros materiales monocapa como los TMDC.

Otros grupos de investigación ya han creado transistores funcionales y puertas de memoria flash a partir de materiales TMDC. Entonces, el descubrimiento de cómo hacer cables proporciona los medios para interconectar estos elementos básicos. Junto a los transistores, El cableado es una de las partes más importantes de un circuito integrado. Aunque los circuitos integrados (chips) actuales tienen el tamaño de una miniatura, contienen más de 20 millas de cableado de cobre.

"Esto probablemente estimulará un gran interés de investigación en el diseño de circuitos monocapa, "Lin dijo." Debido a que esta técnica utiliza irradiación de electrones, en principio, puede ser aplicable a cualquier tipo de instrumento basado en electrones, como la litografía por haz de electrones ".

Una de las propiedades intrigantes de los circuitos monocapa es su dureza y flexibilidad. Es demasiado pronto para predecir qué tipo de aplicaciones producirá, pero "si dejas ir tu imaginación, puede imaginar tabletas y pantallas de televisión tan delgadas como una hoja de papel que puede enrollar y guardar en su bolsillo o bolso, "Comentó Pantelides.

Además, Lin prevé que la nueva técnica podría hacer posible la creación de circuitos tridimensionales apilando monocapas "como bloques de Lego" y utilizando haces de electrones para fabricar los cables que conectan las capas apiladas.

La fabricación de nanocables se llevó a cabo en ORNL en el grupo de microscopía que encabezaba hasta hace poco Stephen J. Pennycook, como parte de una colaboración en curso entre Vanderbilt y ORNL que combina la microscopía y la teoría para estudiar sistemas de materiales complejos. Junhao es un estudiante de posgrado que se dedica tanto a la teoría como a la microscopía electrónica en su investigación doctoral. Su principal mentor de microscopía ha sido el miembro de ORNL Wigner, Wu Zhou.

"Junhao usó un microscopio electrónico de transmisión de barrido (STEM) que es capaz de enfocar un haz de electrones hasta un ancho de medio angstrom (aproximadamente la mitad del tamaño de un átomo) y apunta este haz con una precisión exquisita, "Dijo Zhou.