(PhysOrg.com) -- Net toen het leek alsof microchips niet kleiner konden worden, een techniek ontwikkeld door onderzoekers hier van de Engineering Department van de Universiteit van Cambridge zou kunnen leiden tot chips die niet alleen kleiner zijn, maar kan elektrische stroomdichtheden ondersteunen die vijf keer groter zijn dan de huidige technologie.

De techniek, ontwikkeld door professor John Robertson en Santiago Esconjauregui gebruiken speciale arrangementen van koolstofatomen om elektrische stroom door de microchips te voeren.

Microchips, ook bekend als geïntegreerde schakelingen (IC's), worden gebruikt in bijna alle elektronische apparatuur, van computers tot mobiele telefoons tot een willekeurig aantal van de digitale apparaten die in het gemiddelde huishouden worden aangetroffen. Hun kleine formaat en lage productiekosten hebben een revolutie teweeggebracht in de consumentenelektronica-industrie.

Geïntegreerde schakelingen zijn in lagen opgebouwd, elk met veel afzonderlijke elektrische componenten die met elkaar zijn verbonden door kleine koperdraden, zowel binnen als tussen de lagen. Naarmate fabrikanten geïntegreerde schakelingen steeds kleiner proberen te maken, ook de koperen connectoren moeten kleiner worden. Hierdoor wordt de elektrische stroomdichtheid in het koper proportioneel hoger, totdat er uiteindelijk geen stroom meer door de koperen connector kan.

Professor Robertson en zijn collega's hebben een methode bedacht waarbij koolstofnanobuisjes worden gebruikt om de verticale koperen connectoren in IC's te vervangen. waardoor steeds kleinere circuits kunnen worden gebouwd, de omvang van de elektronica nog verder verkleinen.

Koolstofnanobuisjes bestaan ​​uit een speciale rangschikking van koolstofatomen. Normaal gesproken, zoals in grafiet, de atomen zijn hexagonaal gerangschikt en gelaagd in vellen. In nanobuisjes echter, de vellen worden opgerold tot minuscule buisjes. De diameter van deze buizen is het equivalent van slechts enkele koolstofatomen.

Individuele koolstofnanobuisjes kunnen extreem hoge elektrische stroomdichtheden ondersteunen, en zijn uitstekende kandidaten om koper te vervangen om IC-lagen te verbinden. Echter, om dit mogelijk te maken, de nanobuisjes moeten in zeer dichte bundels rechtstreeks op het substraat worden gekweekt.

Nanobuisbundels worden normaal gesproken gekweekt door een dunne film van een katalysator af te zetten, zoals ijzer, op het substraat en het veranderen van de eigenschappen van de katalysator door het gebruik van warmte, een proces dat bekend staat als gloeien. Gloeien produceert een reeks nanodeeltjes die de basis vormen voor de groei van elk nanobuisje. Deze methode produceert wel bundels van nanobuisjes, maar ze hebben een beperkte ruimtelijke dichtheid, en voeren onvoldoende elektrische stroom voor microchipdoeleinden.

Professor Robertson en zijn collega's hebben een methode bedacht om nanobuisbundels te laten groeien door middel van meerdere depositie- en gloeistappen, resulterend in opeenvolgende verhogingen van de dichtheid van nanodeeltjes. De resulterende bundels hebben een dichtheid die vijf keer groter is dan de dichtstbijzijnde beschikbare technologie, met verdere dichtheidsverhogingen mogelijk in de toekomst.