El 'puente' que se forma dentro de la capa de sulfuro metálico, conectar dos electrodos metálicos, da como resultado que el interruptor atómico se encienda. Crédito:Manabu Kiguchi
Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio ha obtenido una visión sin precedentes del funcionamiento interno de un interruptor atómico. Al investigar la composición del diminuto 'puente' de metal que se forma dentro del interruptor, sus hallazgos pueden estimular el diseño de conmutadores atómicos con un rendimiento mejorado.
Los interruptores atómicos son aclamados como los interruptores electroquímicos más pequeños, y podrían cambiar el rostro de la tecnología de la información. Debido a sus dimensiones a nanoescala y bajo consumo de energía, son prometedores para la integración en circuitos de próxima generación que podrían impulsar el desarrollo de dispositivos de inteligencia artificial (IA) e Internet de las cosas (IoT).
Aunque han surgido varios diseños, una pregunta intrigante se refiere a la naturaleza del filamento metálico, o puente, eso es clave para el funcionamiento del interruptor. El puente se forma dentro de una capa de sulfuro metálico intercalada entre dos electrodos, y se controla aplicando un voltaje que induce una reacción electroquímica. La formación y aniquilación de este puente determina si el interruptor está encendido o apagado.
Ahora, un grupo de investigación que incluye a Akira Aiba y Manabu Kiguchi y colegas del Departamento de Química del Instituto de Tecnología de Tokio ha encontrado una forma útil de examinar con precisión de qué está compuesto el puente.
Al enfriar el interruptor atómico lo suficiente como para poder investigar el puente utilizando una técnica de medición de baja temperatura llamada espectroscopia de contacto puntual (PCS), su estudio reveló que el puente está formado por átomos metálicos tanto del electrodo como de la capa de sulfuro metálico. Este sorprendente hallazgo contradice la noción predominante de que el puente se deriva únicamente del electrodo, Kiguchi explica.
El equipo comparó interruptores atómicos con diferentes combinaciones de electrodos (Pt y Ag, o Pt y Cu) y capas de sulfuro metálico (Cu 2 S y Ag 2 S). En ambos casos, encontraron que el puente está compuesto principalmente de Ag.
La razón detrás del predominio de Ag en el puente probablemente se deba a "la mayor movilidad de los iones Ag en comparación con los iones Cu, "dicen los investigadores en su artículo publicado en Interfaces y materiales aplicados ACS .
Concluyen que "sería mejor utilizar metales con baja movilidad" para diseñar interruptores atómicos con mayor estabilidad.
Queda mucho por explorar en el avance de las tecnologías de conmutadores atómicos, y el equipo continúa investigando qué combinación de elementos sería la más eficaz para mejorar el desempeño.
