Hoy en día, una gran cantidad de transistores de silicio son responsables de transmitir la información en un microchip. Los transistores están dispuestos en una matriz plana, es decir, acostados uno al lado del otro, y ya se han reducido a un tamaño de sólo unos 50 nanómetros. La miniaturización adicional de transistores con una estructura plana pronto llegará a su fin debido a límites físicos fundamentales. Todavía, incluso son deseables transistores más pequeños para mejorar continuamente sus funciones al tiempo que se reduce el coste de la electrónica.

En la actualidad, los investigadores están trabajando arduamente para encontrar nuevos enfoques para superar los límites físicos en la reducción de escala y la integración de microchips. Uno de esos conceptos es fabricar una arquitectura de transistores completamente nueva en tres dimensiones. En este concepto, en lugar de colocarlos planos sobre el sustrato, los transistores de silicio se giran 90 grados para que sobresalgan del sustrato del chip como pequeñas columnas. De este modo, Se podrían construir numerosos transistores verticales en el área normalmente ocupada por un solo transistor plano. Este sería finalmente el paso de la microelectrónica a la nanoelectrónica.

Ya se ha informado de la fabricación de matrices verticales de nanocables de silicio. Sin embargo, es necesario realizar una investigación más exhaustiva sobre las propiedades eléctricas de los nanocables de silicio para poder construir transistores fiables para una nueva generación de microchips. A diferencia de los transistores convencionales, el flujo de corriente en estos transistores en forma de columna será vertical, y serán más pequeños y ahorran más energía que en la actualidad. Por último, si bien no menos importante, Hay grandes esperanzas de fabricar células solares extremadamente eficientes utilizando nanocables de silicio.

Los investigadores de Max Planck en Halle producen nanocables de silicio monocristalino que son particularmente adecuados como componentes para microchips. En el centro del haz de iones de la FZD, Los átomos extraños conocidos como "dopantes" se implantan en los nanocables. Los dopantes ocupan sitios de celosía del semiconductor anfitrión aumentando la conductividad eléctrica y el flujo de corriente a través del semiconductor. La implantación selectiva de diferentes dopantes puede cambiar la polaridad de los portadores de carga en un transistor, lo que conduce a la conmutación del flujo de corriente. La tecnología de silicio plano está bien desarrollada; sin embargo, esto no es cierto para las nanoestructuras de silicio. "Primero, analizamos cables con un diámetro de 100 nanómetros y 300 nanómetros de longitud. Pero lo que buscamos son cables con un diámetro de solo unos pocos átomos, así como cables donde los átomos individuales están unidos. Tenemos la intención de caracterizar de cerca su comportamiento en los materiales y queremos descubrir cómo se pueden adaptar sus propiedades eléctricas para su aplicación en nanoelectrónica. p.ej. para nuevos transistores de efecto de campo, ”Dicen los físicos de FZD Dr. Reinhard Koegler y Dr. Xin Ou.

Los nanocables se investigaron en Rossendorf utilizando una técnica (Microscopía de escaneo de resistencia de propagación, SSRM) que generalmente mide la resistividad eléctrica dependiente de la posición en una sección transversal bidimensional especialmente preparada del nanoalambre. La resistividad está relacionada con la concentración atómica de los dopantes. En el trabajo actual, los investigadores han descubierto que los dopantes en un nanoalambre de silicio, a saber, boro y fósforo, no te quedes donde se los espera, pero se desplazan a la superficie del nanoalambre donde se vuelven parcialmente inactivos y ya no pueden contribuir a la conductividad eléctrica. Hasta ahora, los científicos carecían de una técnica adecuada para visualizar y cuantificar las consecuencias de una distribución desigual de dopantes a nanoescala. Los diseñadores de chips deben prestar atención a los resultados recién encontrados si se van a aplicar nanocables a transistores verticales en el futuro.