op een dag, uw smartphone kan volledig om uw pols passen, en wanneer het gebeurt, het kan bedekt zijn met puur goud, dankzij onderzoekers van de Missouri University of Science and Technology.

Schrijven in het nummer van het tijdschrift van 17 maart Wetenschap , de Missouri S&T-onderzoekers zeggen dat ze een manier hebben ontwikkeld om dunne lagen goud te "groeien" op eenkristalwafels van silicium, verwijder de goudfolies, en gebruik ze als substraten om andere elektronische materialen op te laten groeien.

De ontdekking van het onderzoeksteam kan een revolutie teweegbrengen in draagbaar of "flexibel" technologisch onderzoek, de veelzijdigheid van dergelijke elektronica in de toekomst aanzienlijk verbeteren.

Volgens hoofdonderzoeker Dr. Jay A. Switzer, het merendeel van het onderzoek naar draagbare technologie is gedaan met behulp van polymeersubstraten, of substraten die uit meerdere kristallen bestaan. "En dan zetten ze er een typisch organische halfgeleider op die uiteindelijk flexibel is, maar je verliest de volgorde die (silicium) heeft, " zegt Zwitser, Donald L. Castleman/FCR bijzonder hoogleraar ontdekking in de chemie bij S&T.

Omdat de polymeersubstraten uit meerdere kristallen bestaan, ze hebben zogenaamde korrelgrenzen, zegt Zwitser. Deze korrelgrenzen kunnen de prestaties van een elektronisch apparaat aanzienlijk beperken.

"Stel dat je een zonnecel of een LED maakt, "zegt hij. "In een halfgeleider, je hebt elektronen en je hebt gaten, die het tegenovergestelde zijn van elektronen. Ze kunnen zich aan de korrelgrenzen combineren en warmte afgeven. En dan verlies je uiteindelijk het licht dat je uit een LED haalt, of de stroom of spanning die je uit een zonnecel zou kunnen halen."

De meeste elektronica op de markt is gemaakt van silicium omdat het "relatief goedkoop, maar ook zeer geordend, ', zegt Zwitser.

"99,99 procent van de elektronica is gemaakt van silicium, en er is een reden - het werkt geweldig, "zegt hij. "Het is een enkel kristal, en de atomen zijn perfect uitgelijnd. Maar, als je zo'n enkel kristal hebt, typisch, het is niet flexibel."

Door te beginnen met monokristallijn silicium en daarop goudfolie te laten groeien, Switzer is in staat om het hoge niveau van silicium op de folie te houden. Maar omdat de folie goud is, het is ook zeer duurzaam en flexibel.

"We hebben het gebogen 4, 000 keer, en eigenlijk veranderde de weerstand niet, " hij zegt.

De goudfolies zijn ook in wezen transparant omdat ze zo dun zijn. Volgens Zwitser zijn team heeft folies zo dun als zeven nanometer gepeld.

Switzer zegt dat de uitdaging waar zijn onderzoeksteam voor stond niet was om goud te kweken op het eenkristal silicium, maar het los laten als zo'n dun laagje folie. Goud hecht doorgaans zeer goed aan silicium.

"Dus bedachten we deze truc waarbij we het silicium foto-elektrochemisch konden oxideren, "zegt Switzer. "En het goud glijdt er gewoon af."

Foto-elektrochemische oxidatie is het proces waarbij licht een halfgeleidermateriaal mogelijk maakt, in dit geval silicium, om een ​​katalytische oxidatiereactie te bevorderen.

Switzer zegt dat duizenden goudfolies - of folies van een willekeurig aantal andere metalen - kunnen worden gemaakt van een enkele kristalwafel van silicium.

De ontdekking van het onderzoeksteam kan worden beschouwd als een 'gelukkig ongeluk'. Switzer zegt dat ze op zoek waren naar een goedkope manier om eenkristallen te maken toen ze dit proces ontdekten.

"Dit is iets waarvan ik denk dat veel mensen die geïnteresseerd zijn in het werken met zeer geordende materialen zoals eenkristallen het op prijs zouden stellen om heel gemakkelijk te maken, " zegt hij. "Naast het maken van flexibele apparaten, het gaat gewoon een veld openen voor iedereen die met enkele kristallen wil werken."