Los investigadores han desarrollado el nanoalambre metálico más delgado del mundo, que podría usarse para miniaturizar muchos de los componentes electrónicos que usamos todos los días.

Los investigadores, de las universidades de Cambridge y Warwick, han desarrollado un cable hecho de una sola cadena de átomos de telurio, convirtiéndolo en un verdadero material unidimensional. Estos cables unidimensionales se producen dentro de nanotubos de carbono (CNT) extremadamente delgados, cilindros huecos hechos de átomos de carbono. Los 'nanocables extremos' terminados tienen menos de una mil millonésima parte de un metro de diámetro:10, 000 veces más delgado que un cabello humano.

Una sola cadena de átomos es tan pequeña como los materiales basados ​​en elementos de la tabla periódica pueden obtener, haciéndolos potencialmente útiles para semiconductores y otras aplicaciones electrónicas. Sin embargo, estas cadenas pueden ser inestables, ya que sus átomos están en constante vibración y, en ausencia de una restricción física, pueden terminar transformándose en otra estructura o desintegrándose por completo.

Según los investigadores de Cambridge, encapsular los nanocables no es solo un método útil para fabricar materiales unidimensionales (1D) estables, puede ser necesario evitar que se desintegren. Los investigadores también han demostrado que es posible alterar la forma y el comportamiento electrónico de los nanocables variando los diámetros de los tubos que los encapsulan. Sus resultados se publican en la revista. ACS Nano .

Para hacer que la electrónica sea más rápida y poderosa, más transistores necesitan ser comprimidos en chips semiconductores. Durante los últimos 50 años, el número de transistores en un solo chip se ha duplicado cada dos años; esto se conoce como ley de Moore. Sin embargo, nos estamos acercando al límite de lo pequeño que puede ser un transistor antes de que los efectos cuánticos asociados con átomos y electrones individuales comiencen a interferir con su funcionamiento normal. Actualmente, los investigadores están investigando varias formas de mantenerse al día con la ley de Moore, y, a su vez, seguir el ritmo de nuestro deseo de más rápido, Electrónica más barata y potente. Los materiales unidimensionales podrían ser una de las soluciones al desafío de la miniaturización.

Los investigadores de Cambridge utilizaron por primera vez simulaciones por ordenador para predecir los tipos de estructuras geométricas que se formarían si se inyectaran átomos de telurio en nanotubos. y descubrió que los cables 1D podrían existir en tal escenario.

Más tarde, pruebas de laboratorio, utilizando las técnicas más avanzadas para la síntesis y visualización en resolución atómica de materiales tan extremos, fueron realizados por los investigadores de Warwick para confirmar las predicciones teóricas. Los investigadores no solo pudieron 'construir' con éxito cables 1D estables, pero encontraron que cambiar el diámetro de los nanotubos conduce a cambios en las propiedades del telurio.

El telurio normalmente se comporta como un semiconductor, pero cuando se inyecta en nanotubos de carbono y se limita a una dimensión, comienza a comportarse como un metal. Adicionalmente, mientras que el confinamiento proporcionado por los CNT puede inducir cambios drásticos en la forma en que se comporta el telurio, los propios nanotubos no interactúan de ninguna otra manera con los nanocables de telurio.

"Cuando se trabaja con materiales a escalas muy pequeñas como este, el material de interés normalmente debe depositarse sobre una superficie, pero el problema es que estas superficies suelen ser muy reactivas, "dijo Paulo Medeiros del Laboratorio Cavendish de Cambridge, y el primer autor del artículo. "Pero los nanotubos de carbono son químicamente bastante inertes, por lo que ayudan a resolver uno de los problemas al intentar crear materiales verdaderamente unidimensionales.

"Sin embargo, estamos empezando a comprender la física y la química de estos sistemas; todavía hay mucha física básica por descubrir ".