Diep in computerchips, kleine draadjes gemaakt van goud en andere geleidende metalen dragen de elektriciteit die wordt gebruikt om gegevens te verwerken.

Maar naarmate deze onderling verbonden circuits krimpen tot nanoschaal, ingenieurs maken zich zorgen over de druk, zoals die veroorzaakt door thermische uitzetting wanneer stroom door deze draden vloeit, kan ervoor zorgen dat goud zich meer als een vloeistof dan als een vaste stof gedraagt, nano-elektronica onbetrouwbaar maken. Dat, beurtelings, zou chipontwerpers kunnen dwingen om op zoek te gaan naar nieuwe materialen om deze kritieke draden te maken.

Maar volgens een nieuwe krant in Fysieke beoordelingsbrieven , chipontwerpers kunnen gerust zijn. "Goud gedraagt ​​zich nog steeds als een vaste stof op deze kleine schaal, " zegt Stanford werktuigbouwkundig ingenieur Wendy Gu, die een team leidde dat uitvond hoe gouddeeltjes met een lengte van slechts 4 nanometer onder druk kunnen worden gezet - de kleinste deeltjes die ooit zijn gemeten - om te beoordelen of stroomstromen ertoe kunnen leiden dat de atomaire structuur van het metaal instort.

Om het experiment uit te voeren, Gu's team moest eerst een manier bedenken om kleine gouddeeltjes onder extreme druk te zetten, terwijl tegelijkertijd wordt gemeten hoeveel die druk de atomaire structuur van goud heeft beschadigd.

Om het eerste probleem op te lossen, ze wendden zich tot het veld van hogedrukfysica om een ​​apparaat te lenen dat bekend staat als een diamanten aambeeldcel. Zoals de naam impliceert, zowel hamer als aambeeld zijn diamanten die worden gebruikt om het goud samen te persen. Zoals Gu uitlegde, een nanodeeltje van goud is gebouwd als een wolkenkrabber met atomen die een kristallijn rooster van keurige rijen en kolommen vormen. Ze wist dat de druk van het aambeeld sommige atomen uit het kristal zou losmaken en kleine defecten in het goud zou veroorzaken.

De volgende uitdaging was om deze defecten in goud op nanoschaal te detecteren. De wetenschappers schenen röntgenstralen door de diamant op het goud. Defecten in het kristal zorgden ervoor dat de röntgenstralen onder andere hoeken reflecteerden dan op ongecomprimeerd goud. Door variaties te meten in de hoeken waaronder de röntgenstralen van de deeltjes afkaatsten voor en nadat er druk werd uitgeoefend, het team kon zien of de deeltjes de vervormingen behielden of terugkeerden naar hun oorspronkelijke staat toen de druk werd opgeheven.

"De gebreken blijven bestaan ​​nadat de druk is weggenomen, die ons vertelde dat goud zich zelfs op zulke schalen als een vaste stof gedraagt, ' zei Gu.

In praktische termen, haar bevindingen betekenen dat chipmakers met zekerheid kunnen weten dat ze in staat zullen zijn om stabiele nano-apparaten te ontwerpen met goud - een materiaal dat ze al tientallen jaren kennen en vertrouwen - voor de komende jaren.

"Voor de nabije toekomst, de glans van goud zal niet vervagen, "zegt Gu.