In het materiaalwetenschappelijke equivalent van een voetbalfan die op het veld springt en een touchdown scoort, wetenschappers documenteren dat een fundamenteel onderdeel van computerchips, lang beschouwd als een passieve toeschouwer, kan eigenlijk worden gemaakt om als een schakelaar te werken. Daardoor kan het mogelijk deelnemen aan de elektronische processen die mobiele telefoons aandrijven, iPads, computers, en duizenden andere producten.

In een rapport in de Tijdschrift van de American Chemical Society , de wetenschappers documenteren de verschillende manieren waarop siliciumdioxide, lang beschouwd als een elektrische isolator, raakt betrokken bij de actie. Dit gedrag had wetenschappers die werkzaam waren op het gebied van nano-elektronica voorheen in de war gebracht - ze dachten dat de omschakeling te wijten was aan het nano-additief, maar het blijkt dat de bron van de omschakeling mogelijk afkomstig is van het onderliggende siliciumoxide zelf.

juni Yao, Douglas Natelson, Lin Zhong, en James Tour leggen uit dat fabrikanten al lang siliciumoxide gebruiken, normaal gesproken een zeer slechte geleider van elektriciteit, als zowel ondersteunend als isolerend materiaal in de elektronica. Silicium, een hoofdbestanddeel van strandzand, is het halfgeleidermateriaal in het hart van moderne elektronica. Wanneer gebonden aan zuurstof, het resulterende siliciumoxide is over het algemeen een van de hoogste kwaliteit elektronische isolatiematerialen.

De wetenschappers toonden onlangs aan, echter, dat het oxidemateriaal door een elektrisch proces kan worden omgezet in een schakelbare geleider. Dit fenomeen kan de sleutel zijn tot de ontwikkeling van een nieuwe generatie kleinere, krachtigere computerchips, maar het mechanisme achter deze omschakeling was onduidelijk, tot nu. Het verduidelijkt ook de mogelijke aard achter de schakelgebeurtenissen in voormalige moleculaire en nanoschaalsystemen.

De wetenschappers hebben een nano-sized laag siliciumoxide ingeklemd, duizenden keren kleiner dan de breedte van een mensenhaar, tussen twee elektroden en stelde het apparaat bloot aan toenemende hoeveelheden elektrische stroom. Ze toonden aan dat elektriciteit ervoor kan zorgen dat het siliciumoxide in kleinere componenten uiteenvalt, nanokristallen van silicium, op een manier die de elektrische geleidbaarheid verhoogt en het een speler maakt in de werkprocessen van computerchips.