Investigadores del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), la Universidad de Tecnología de Viena y la Universidad Maria Curie-Skłodowska de Lublin han logrado incrustar cristales semiconductores casi perfectos en un nanoalambre de silicio. Con este nuevo método de producción de nanocables híbridos, En el futuro, se pueden instalar unidades de procesamiento muy rápidas y multifuncionales en un solo chip. Los resultados de la investigación se publicarán en la revista Nano investigación .

La nano-optoelectrónica se considera la piedra angular de la tecnología de chips del futuro, pero la investigación se enfrenta a grandes desafíos:por un lado, Los componentes electrónicos deben acomodarse en espacios cada vez más pequeños. Por otra parte, lo que se conoce como semiconductores compuestos se integrarán en materiales convencionales. A diferencia del silicio, muchos de estos semiconductores con una movilidad de electrones extremadamente alta podrían mejorar el rendimiento de la tecnología CMOS basada en silicio más moderna.

Científicos del HZDR, La Universidad de Tecnología de Viena y la Universidad Maria Curie-Skłodowska de Lublin ahora se han acercado un paso más a estos dos objetivos:integraron cristales semiconductores compuestos hechos de arseniuro de indio (InAs) en nanocables de silicio, que son ideales para la construcción de chips cada vez más compactos.

Esta integración de cristales fue el mayor obstáculo para tales "hetero-nanocables" hasta ahora:más allá del rango nanométrico, El desajuste de la red cristalina siempre condujo a numerosos defectos. Los investigadores ahora han logrado una producción e incrustación casi perfecta de los cristales de InAs en los nanocables por primera vez.

Los átomos implantados forman cristales en la fase líquida

Para llevar a cabo este proceso, se utilizó síntesis de haz de iones y tratamiento térmico con lámparas de destellos de xenón, dos tecnologías en las que el Ion Beam Center del HZDR tiene experiencia durante muchos años. Inicialmente, los científicos necesitaban introducir un número determinado de átomos con precisión en los cables mediante la implantación de iones. Luego llevaron a cabo el recocido con lámpara de destellos de los cables de silicio en su fase líquida en tan solo veinte milisegundos. "Una cáscara de óxido de silicio, midiendo apenas quince nanómetros de espesor, mantiene la forma del nanoalambre líquido, "explica el Dr. Slawomir Prucnal, científico del HZDR, "mientras que los átomos implantados forman los cristales de arseniuro de indio".

Dr. Wolfgang Skorupa, el jefe del grupo de investigación agrega:"Los átomos se difunden en la fase de silicio líquido tan rápidamente que en milisegundos forman monocristales impecables delineados de su entorno con interfaces casi perfectas". En el siguiente paso, los científicos quieren implementar diferentes semiconductores compuestos en nanocables de silicio y también optimizar el tamaño y la distribución de los cristales.