(Phys.org) —Circuitos integrados, que se encuentran en todo, desde cafeteras hasta computadoras y están modelados a partir de silicio perfectamente cristalino, son bastante delgadas, pero los investigadores de Cornell creen que pueden empujar los límites de las películas delgadas al nivel de un solo átomo.

Sus materiales de elección son el grafeno, láminas de un solo átomo de espesor de átomos de carbono repetidos, y nitruro de boro hexagonal, hojas igualmente delgadas de átomos repetidos de boro y nitrógeno. Investigadores dirigidos por Jiwoong Park, profesor asistente de química y biología química, han inventado una forma de modelar películas de un solo átomo de grafeno y nitruro de boro, un aislante, sin el uso de un sustrato de silicio. El trabajo se detalla en un artículo de la revista Nature, publicado en línea el 30 de agosto.

La técnica, que ellos llaman rebrote modelado, podría conducir a sin sustrato, circuitos atómicamente delgados, tan delgados, podrían flotar en el agua o en el aire, pero con resistencia a la tracción y rendimiento eléctrico de primer nivel.

"Sabemos cómo cultivar grafeno en películas de un solo átomo de espesor, y sabemos cómo cultivar nitruro de boro, "Dijo Park." ¿Pero podemos unirlos de lado a lado? Y cuando los unes, ¿Qué sucede en sus cruces? "

Como resulta, el recrecimiento modelado de los investigadores, que aprovecha la misma tecnología de fotolitografía básica utilizada en el procesamiento de obleas de silicio, permite que el grafeno y el nitruro de boro crezcan perfectamente películas estructuralmente lisas, sin arrugas ni protuberancias, como una bufanda bien tejida, que, si se combina con la final, aún por realizar el paso de la introducción de un material semiconductor, podría conducir al primer circuito integrado atómicamente delgado.

Lo simple es realmente hermoso especialmente en el caso de películas delgadas, porque la fotolitografía es una técnica bien establecida que forma la base para hacer circuitos integrados colocando materiales, una capa a la vez, sobre silicio plano.

El recrecimiento modelado es un poco como estarcido, Dijo Park. Él y sus colegas primero cultivaron grafeno sobre cobre y utilizaron fotolitografía para exponer el grafeno en áreas seleccionadas. dependiendo del patrón deseado. Llenaron esa superficie de cobre expuesta con nitruro de boro, el aislante, que crece sobre el cobre y "llena los huecos muy bien".

"En el final, forma una tela muy bonita que simplemente se despega, "Dijo Park.

El equipo de investigación que incluye a David A. Muller, profesor de física aplicada e ingeniería, está trabajando para determinar qué material funcionaría mejor con películas delgadas de grafeno-nitruro de boro para formar la capa semiconductora final que podría convertir las películas en dispositivos reales.

El equipo fue ayudado por ser hábil en la fabricación de grafeno, todavía relativamente nuevo en el mundo de los materiales, así como por la experiencia de Muller en la caracterización por microscopía electrónica a nanoescala. Muller ayudó al equipo a confirmar que las uniones laterales de los dos materiales eran, Por supuesto, LISO Y BIEN COMUNICADO.

Los co-primeros autores del artículo fueron el estudiante graduado de química Mark Levendorf y el asociado postdoctoral Cheol-Joo Kim, quien fabricó las muestras de grafeno y nitruro de boro y también realizó el recrecimiento modelado en la instalación de ciencia y tecnología de Cornell NanoScale.

El trabajo fue apoyado principalmente por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, y la National Science Foundation a través del Cornell Center for Materials Research.