Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han descubierto una forma de fabricar nanocables autoensamblados de calcogenuros de metales de transición a escala mediante la deposición de vapor químico. Al cambiar el sustrato donde se forman los alambres, pueden ajustar la disposición de estos cables, desde configuraciones alineadas de láminas atómicamente delgadas hasta redes aleatorias de paquetes. Esto allana el camino para el despliegue industrial en la electrónica industrial de próxima generación, incluida la recolección de energía, y transparente, eficiente, incluso dispositivos flexibles.

La electrónica se trata de hacer las cosas más pequeñas:funciones más pequeñas en un chip, por ejemplo, significa más potencia de cálculo en la misma cantidad de espacio y mejor eficiencia, esencial para satisfacer las demandas cada vez más exigentes de una infraestructura de TI moderna impulsada por el aprendizaje automático y la inteligencia artificial. Y a medida que los dispositivos se hacen más pequeños, se hacen las mismas demandas del intrincado cableado que une todo. El objetivo final sería un cable de solo uno o dos átomos de espesor. Dichos nanocables comenzarían a aprovechar una física completamente diferente a medida que los electrones que viajan a través de ellos se comporten cada vez más como si vivieran en un mundo unidimensional. no uno en 3-D.

De hecho, los científicos ya tienen materiales como nanotubos de carbono y calcogenuros de metales de transición (TMC), mezclas de metales de transición y elementos del grupo 16 que pueden autoensamblarse en nanocables a escala atómica. El problema es hacerlos lo suficientemente largos ya escala. Una forma de producir nanocables en masa cambiaría las reglas del juego.

Ahora, un equipo dirigido por el Dr. Hong En Lim y el profesor asociado Yasumitsu Miyata de la Universidad Metropolitana de Tokio ha ideado una forma de fabricar cables largos de nanocables de telururo de metal de transición a escalas sin precedentes. Mediante un proceso llamado deposición química de vapor (CVD), descubrieron que podían ensamblar nanocables de TMC en diferentes disposiciones según la superficie o el sustrato que usaban como plantilla. En la Figura 2 se muestran ejemplos; en un), los nanocables que crecen en un sustrato de silicio / sílice forman una red aleatoria de haces; en (b), los cables se ensamblan en una dirección determinada sobre un sustrato de zafiro, siguiendo la estructura del cristal de zafiro subyacente. Simplemente cambiando el lugar donde se cultivan, el equipo ahora tiene acceso a obleas del tamaño de un centímetro cubiertas en la disposición que deseaban, incluyendo monocapas, bicapas y redes de paquetes, todos con diferentes aplicaciones. También encontraron que la estructura de los propios cables era altamente cristalina y ordenada, y que sus propiedades, incluyendo su excelente conductividad y comportamiento similar a 1D, coincidió con los encontrados en las predicciones teóricas.

Tener grandes cantidades de Los nanocables altamente cristalinos ayudarán a los físicos a caracterizar y estudiar estas estructuras exóticas con mayor profundidad. En tono rimbombante, es un paso emocionante para ver las aplicaciones del mundo real de cables atómicamente delgados, en electrónica transparente y flexible, dispositivos ultraeficientes y aplicaciones de recolección de energía.