Onderzoekers die met kleine componenten in nano-elektronica werken, staan ​​voor een uitdaging die vergelijkbaar is met die van ouders van kleine kinderen:ze leren zelfstandig te handelen. De nanocomponenten zijn zo klein dat het niet mogelijk is om ze met externe hulpmiddelen te rangschikken. De enige oplossing is om voorwaarden te scheppen waarin ze kunnen worden "vertrouwd" om zichzelf te verzamelen.

Er is veel moeite gedaan om de zelfassemblage van halfgeleiders te vergemakkelijken, de basisbouwstenen van elektronica, maar tot voor kort, succes is beperkt. Wetenschappers hadden methoden ontwikkeld om halfgeleider nanodraden verticaal op een oppervlak te laten groeien, maar de resulterende structuren waren kort en ongeorganiseerd. Na het groeien, dergelijke nanodraden moeten worden "geoogst" en horizontaal worden uitgelijnd; aangezien een dergelijke plaatsing willekeurig is, wetenschappers moeten hun locatie bepalen en pas dan integreren in elektrische circuits.

Een team onder leiding van prof. Ernesto Joselevich van de afdeling Materialen en Interfaces van het Weizmann Institute is erin geslaagd om deze beperkingen te overwinnen. Voor de eerste keer, de wetenschappers hebben zelfintegrerende nanodraden gemaakt waarvan de positie, lengte en richting kunnen volledig worden gecontroleerd.

de prestatie, vandaag gemeld in de Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ), VS, was gebaseerd op een methode die Joselevich twee jaar geleden ontwikkelde om nanodraden op een ordelijke manier horizontaal te laten groeien. In de huidige studie, uitgevoerd door Joselevich met Dr. Mark Schvartzman en David Tsivion van zijn laboratorium, en Olga Raslin en Dr. Diana Mahalu van de afdeling Fysica van de Gecondenseerde Materie - de wetenschappers gingen verder, het creëren van zelf-geïntegreerde elektronische circuits van de nanodraden.

Eerst, de wetenschappers bereidden een oppervlak voor met kleine, groeven ter grootte van een atoom en vervolgens toegevoegd aan het midden van de groeven katalysatordeeltjes die dienden als kernen voor de groei van nanodraden. Deze opstelling definieerde de positie, lengte en richting van de nanodraden. Ze slaagden er toen in om van elke nanodraad op het oppervlak een transistor te maken, honderden van dergelijke transistoren tegelijk produceren. De nanodraden werden ook gebruikt om een ​​complexere elektronische component te maken - een functionerend logisch circuit dat een adresdecoder wordt genoemd, een essentieel bestanddeel van computers. Deze ideeën en bevindingen hebben Joselevich een prestigieuze European Research Council Advanced Grant opgeleverd.

"Onze methode maakt het mogelijk, Voor de eerste keer, om vooraf de opstelling van de nanodraden te bepalen die passen bij het gewenste elektronische circuit, " legt Joselevich uit. Het vermogen om op efficiënte wijze circuits te produceren uit zelfintegrerende halfgeleiders, opent de deur naar een verscheidenheid aan technologische toepassingen, inclusief de ontwikkeling van verbeterde LED-apparaten, lasers en zonnecellen.