(PhysOrg.com) - En climas fríos, muchos niños no pueden resistir respirar en una ventana y escribir en la condensación. Ahora imagina la ventana como una plataforma de dispositivo electrónico, la condensación como un gas conductor especial, y las letras como líneas de nanocables.

Un equipo dirigido por el profesor de ciencia e ingeniería de materiales de la Universidad de Wisconsin-Madison, Chang-Beom Eom, ha demostrado métodos para aprovechar esencialmente este concepto para amplias aplicaciones en dispositivos nanoelectrónicos. como la memoria de próxima generación o pequeños transistores. Los descubrimientos fueron publicados el 19 de octubre por la revista Comunicaciones de la naturaleza.

El equipo de Eom ha desarrollado técnicas para producir estructuras basadas en óxidos electrónicos que se pueden integrar en un sustrato de silicio, la plataforma de dispositivos electrónicos más común.

"Las estructuras que hemos desarrollado, así como otros dispositivos electrónicos a base de óxido, es probable que sean muy importantes en aplicaciones nanoelectrónicas, cuando se integra con silicio, "Dice Eom.

El término "óxido" se refiere a un compuesto con oxígeno como elemento fundamental. Los óxidos incluyen millones de compuestos, cada uno con propiedades únicas que podrían ser valiosas en electrónica y nanoelectrónica.

Generalmente, Los materiales de óxido no se pueden cultivar en silicio porque los óxidos y el silicio tienen diferentes, estructuras cristalinas incompatibles. La técnica de Eom combina expitaxia monocristalina, poscurtido y grabado para crear un proceso que permita que la estructura de óxido resida en el silicio, un logro significativo que resuelve un desafío muy complejo.

El nuevo proceso permite al equipo formar una estructura que pone capas de tres átomos de espesor de óxido de aluminio y lantano en contacto con óxido de estroncio y titanio y luego poner toda la estructura sobre un sustrato de silicio.

Estos dos óxidos son importantes porque se forma un "gas de electrones" en la interfaz de sus capas, y un microscopio de sonda de barrido puede hacer que esta capa de gas sea conductora. La punta del microscopio se arrastra a lo largo de la superficie con una precisión de escala nanométrica, dejando atrás un patrón de electrones que forman la capa de gas de un nanómetro de espesor. Usando la punta, El equipo de Eom puede "dibujar" líneas de estos electrones y formar nanocables conductores. Los investigadores también pueden "borrar" esas líneas para eliminar la conductividad en una región del gas.

Para integrar los óxidos en silicio, los cristales deben tener un nivel bajo de defectos, y los investigadores deben tener el control atómico de la interfaz. Más específicamente, la capa superior de óxido de estroncio-titanio debe ser totalmente pura y coincidir con una capa totalmente pura de óxido de lantano en la parte inferior del óxido de lantano-aluminio; de lo contrario, la capa de gas no se formará entre las capas de óxido. Finalmente, toda la estructura se ha ajustado para que sea compatible con el silicio subyacente.