Een effectievere methode voor het dichten van gaten in atomair kleine draden is ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Illinois, verder openen van de deuren naar een nieuwe transistortechnologie.

Onder leiding van professor elektrotechniek en computertechniek Joseph Lyding en afgestudeerde student Jae Won Do, het Illinois-team publiceerde zijn resultaten in het tijdschrift ACS Nano .

Op silicium gebaseerde transistors vormen al meer dan een halve eeuw de basis van moderne elektronica, waardoor nauwkeurige controle van elektronische signalen in circuits mogelijk is. Een nieuwe transistortechnologie, koolstof nanobuis draden, is veelbelovend in het vervangen van silicium omdat het tien keer zo snel kan werken en flexibeler is - maar het heeft een belangrijke kloof te overbruggen.

"De verbinding tussen de nanobuisjes is zeer resistief en resulteert in het vertragen van de werking van de transistor, ' zei Lyding. 'Als elektronen voorbij die junctie gaan, ze verdrijven veel energie."

De weerstand resulteert in warmteophoping op de kruispunten tussen de buizen, biedt onderzoekers de perfecte mogelijkheid om deze verbindingen te "solderen" met een materiaal dat reageert met warmte om metaal over de knooppunten af ​​te zetten. Zodra de stroom doorloopt, het afgezette metaal vermindert de junctieweerstand, het energieverlies effectief stoppen.

Tot nu, het probleem was het vinden van een realiseerbare benadering voor het toepassen van de warmtereactieve materialen. In 2013, Lyding en Do gebruikten een vacuümkamer om een ​​gasvormige chemische stof aan te brengen om de verbindingen te metalliseren. De nieuwe techniek, het onderwerp van de nieuwe krant, een andere weg inslaat door een dunne laag oplossing aan te brengen, gemaakt van verbindingen die het metaal bevatten dat nodig is om de verbindingen aan elkaar te solderen.

"Onze nieuwe techniek is veel eenvoudiger. Er zijn minder stappen nodig en het is beter compatibel met bestaande technologie, "Zei Do. "We krijgen vergelijkbare verbeteringen als wat we kregen van de gasvormige methode, alleen nu kunnen we experimenteren met de mogelijkheden van andere materialen die geen gassen zijn, waardoor we de prestaties van de transistors nog verder kunnen verbeteren."

Om de techniek uit te breiden om meer materialen te omvatten, Lyding's groep samen met Eric Pop, een adjunct-professor in elektrische en computertechniek aan de U. of I. en een expert op het gebied van de synthese en overdracht van koolstofnanobuisjes, evenals met chemieprofessor Greg Girolami.

Do zei dat de nieuwe techniek overdraagbaar is naar de huidige productieapparatuur die fabrikanten van siliciumtransistors gebruiken.

"Met deze methode je stuurt gewoon stroom door de nanobuisjes en dat verwarmt de juncties. Vanaf daar, chemie vindt plaats in die laag, en dan zijn we klaar. Je hoeft het alleen maar af te spoelen, ' zei Lyding. 'Je hebt geen gewoonte nodig, dure vacuümkamer."

De volgende stap voor het team is om te gaan kijken naar verbindingen voor de kruispunten die helpen om de stroom nog meer te versterken.

"Nu we dit effect zien, hoe komen we naar het volgende niveau? Hoe verbeteren we met een andere orde van grootte? We vorderen dit werk terwijl we spreken, met chemicaliën die speciaal zijn gesynthetiseerd voor snelheid, ' zei Lyding.