(PhysOrg.com) - Cuando la mayoría de nosotros escuchamos la palabra 'defecto', pensamos en un problema que hay que resolver. Pero un equipo de investigadores de la Universidad del Sur de Florida (USF) creó un nuevo defecto que podría ser una solución a un desafío creciente en el desarrollo de futuros dispositivos electrónicos.

El equipo dirigido por los profesores de la USF Matthias Batzill e Ivan Oleynik, cuyo descubrimiento fue publicado ayer en la revista Nanotecnología de la naturaleza , han desarrollado un nuevo método para agregar un defecto extendido al grafeno, una hoja plana de átomos de carbono de un átomo de espesor que muchos creen que podría reemplazar al silicio como material para construir prácticamente toda la electrónica.

No es sencillo trabajar con grafeno, sin embargo. Para ser útil en aplicaciones electrónicas como circuitos integrados, Deben introducirse pequeños defectos en el material. Los intentos anteriores de realizar los defectos necesarios han demostrado ser inconsistentes o han producido muestras en las que solo los bordes de las delgadas tiras de grafeno o nanocintas de grafeno poseían una estructura de defecto útil. Sin embargo, Los bordes atómicamente afilados son difíciles de crear debido a la rugosidad natural y la química incontrolada de los enlaces colgantes en el borde de las muestras.

El equipo de la USF ahora ha encontrado una manera de crear un defecto extendido de varios átomos de ancho, que contiene anillos de carbono octogonales y pentagonales incrustados en una hoja de grafeno perfecta. Este defecto actúa como un cable metálico cuasi unidimensional que conduce fácilmente la corriente eléctrica. Dichos defectos podrían usarse como interconexiones metálicas o elementos de estructuras de dispositivos de carbono, Electrónica a escala atómica.

Entonces, ¿cómo lo hizo el equipo? El grupo experimental, guiado por la teoría, utilizó las propiedades de autoorganización de un sustrato de níquel monocristalino, y utilizó una superficie metálica como andamio para sintetizar dos medias hojas de grafeno traducidas entre sí con precisión atómica. Cuando las dos mitades se fusionaron en el límite, naturalmente formaron un defecto de línea extendida. Se utilizaron tanto microscopía de túnel de barrido como cálculos de estructura electrónica para confirmar que este nuevo defecto de carbono unidimensional poseía un bien definido, estructura atómica periódica, así como las propiedades metálicas dentro de la franja estrecha a lo largo del defecto.

Este pequeño cable podría tener un gran impacto en el futuro de los chips de computadora y la gran cantidad de dispositivos que los utilizan. A finales del siglo XX, ingenieros informáticos describieron un fenómeno llamado Ley de Moore, que sostiene que la cantidad de transistores que se pueden construir de manera asequible en un procesador de computadora se duplica aproximadamente cada dos años. Esta ley ha demostrado ser correcta, y la sociedad ha cosechado los beneficios a medida que las computadoras se vuelven más rápidas, menor, y mas barato. En años recientes, sin embargo, Algunos físicos e ingenieros han llegado a creer que sin nuevos avances en nuevos materiales, es posible que pronto lleguemos al final de la Ley de Moore. A medida que los transistores basados ​​en silicio se reducen a su escala más pequeña posible, encontrar formas de empaquetar más en un solo procesador se vuelve cada vez más difícil.

Los cables metálicos en el grafeno pueden ayudar a mantener la velocidad de la tecnología de microprocesadores predicha por la Ley de Moore en el futuro. El descubrimiento del equipo de la USF, con el apoyo de la National Science Foundation, puede abrir la puerta a la creación de la próxima generación de dispositivos electrónicos utilizando materiales novedosos. ¿Este nuevo descubrimiento estará disponible de inmediato en nuevos nanodispositivos? Quizás no de inmediato, pero puede proporcionar un paso crucial en el desarrollo de aún más poderoso, dispositivos electrónicos en un futuro no muy lejano.