Un nuevo proceso para recubrir nanocables de cobre con grafeno, una capa ultrafina de carbono, reduce la resistencia y el calentamiento. sugiriendo aplicaciones potenciales en chips de computadora y pantallas flexibles.

"Los nanocables de cobre de alta conductividad son esenciales para la transferencia de datos y la conducción de calor eficientes en muchas aplicaciones, como chips semiconductores de alto rendimiento y pantallas transparentes, "dijo el estudiante de doctorado Ruchit Mehta, trabajando con Zhihong Chen, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Purdue.

Ahora, Los investigadores han desarrollado una técnica para encapsular los cables con grafeno y han demostrado que los cables híbridos son capaces de transmitir datos un 15 por ciento más rápido mientras reducen la temperatura máxima en un 27 por ciento en comparación con los nanocables de cobre sin recubrimiento.

"Esta es una evidencia convincente de una mejor gestión de la velocidad y la temperatura mediante la adaptación de la tecnología híbrida de cobre y grafeno en futuros chips de silicio y aplicaciones electrónicas flexibles". " él dijo.

Los hallazgos se detallan en un artículo de investigación publicado en línea en febrero en la revista. Nano letras . El artículo fue escrito por Mehta, estudiante de doctorado Sunny Chugh y Chen.

Los investigadores y la industria están tratando de crear cables más pequeños para aumentar la "densidad de empaque" de los componentes electrónicos en los chips. Sin embargo, mientras que se necesitan cables más pequeños para aumentar el rendimiento y la capacidad, reducir el tamaño de los cables reduce la conductividad eléctrica y térmica, lo que puede provocar sobrecalentamiento y daños. El revestimiento de grafeno evita que los alambres de cobre se oxiden, preservando la baja resistencia y reduciendo la cantidad de calentamiento.

"Si la superficie está cubierta de óxido, se pierden muchas de las propiedades conductoras eléctricas y térmicas del cobre, "Mehta dijo." Esto es muy importante porque desea que pase tanta corriente como sea posible a través de estos cables para aumentar la velocidad, pero no pueden tomar demasiada corriente porque se derretirán. Pero si el cobre tiene una buena conductividad eléctrica y térmica, puede impulsar más corriente a través de él ".

Los cables híbridos son prometedores para pantallas transparentes y flexibles porque podrían usarse en cantidades escasas, manteniendo la transparencia, y son flexibles.

"Los cables de cobre generalmente no son buenos para estas pantallas porque eventualmente se oxidan y dejan de funcionar, "Dijo Mehta." Si puedes prevenir la oxidación, potencialmente se convierten en una buena opción ".

Hasta ahora ha sido difícil recubrir nanocables de cobre con grafeno porque el proceso requiere deposición de vapor químico a temperaturas de aproximadamente 1, 000 grados Celsius, que degrada películas delgadas de cobre y alambres de pequeñas dimensiones. Los investigadores han desarrollado un nuevo proceso que se puede realizar a unos 650 grados Celsius, preservando los pequeños alambres intactos, utilizando un procedimiento llamado deposición de vapor químico mejorada con plasma. Los alambres se probaron en dos tamaños de ancho:180 nanómetros, o más de 500 veces más delgados que un cabello humano, y 280 nanómetros.