De weg naar meer veelzijdige draagbare technologie is bezaaid met ijzer. specifiek, kwantumstippen van ijzer gerangschikt op boornitride-nanobuisjes (BNNT's). Het nieuwe materiaal is het onderwerp van een studie die zal worden gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten later deze week, onder leiding van Yoke Khin Yap, een professor in de natuurkunde aan de Michigan Technological University.

Yap zegt dat de met ijzer bezaaide BNNT's de grenzen van elektronische hardware verleggen. De transistoren die de elektronenstroom moduleren, hebben een upgrade nodig.

"Kijk verder dan halfgeleiders, " hij zegt, uitleggen dat materialen zoals siliciumhalfgeleiders de neiging hebben oververhit te raken, kan alleen zo klein worden en elektrische stroom lekken.

De sleutel tot het vernieuwen van de fundamentele basis van transistors is het creëren van een reeks stapstenen die gebruikmaken van kwantumtunneling.

De nanobuisjes zijn de mainframe van dit nieuwe materiaal. BNNT's zijn geweldige isolatoren en slecht in het geleiden van elektriciteit. Hoewel dat in eerste instantie een vreemde keuze lijkt voor elektronica, het isolerende effect van BNNT's is cruciaal om stroomlekkage en oververhitting te voorkomen. Aanvullend, elektronenstroom zal alleen plaatsvinden over de metalen stippen op de BNNT's.

In eerder onderzoek is Yap en zijn team gebruikten goud voor kwantumstippen, langs een BNNT in een nette lijn geplaatst. Met voldoende energiepotentieel, de elektronen worden afgestoten door de isolerende BNNT en hinkelen van gouden stip naar gouden stip. Deze elektronenbeweging wordt kwantumtunneling genoemd.

"Stel je dit voor als een rivier, en er is geen brug; het is te groot om over te springen, " Zegt Yap. "Nu, foto met stapstenen over de rivier - je kunt oversteken, maar alleen als je genoeg energie hebt om dat te doen."

In tegenstelling tot halfgeleiders, er is geen klassieke weerstand bij kwantumtunneling. Geen weerstand betekent geen warmte. Plus, deze materialen zijn erg klein; de nanomaterialen zorgen ervoor dat de transistoren ook kunnen krimpen. Een bijkomend voordeel is dat BNNT's ook vrij flexibel zijn, een zegen voor draagbare elektronica.