Metalli vaeltaa ja eriste johtaa

Tässä vielä ennen elokuussa jatkuvia säännöllisempiä uutispäivityksiä muutama alan perusteita tarkentava uutinen.

Yleensä ajatellaan, että metallihiukkasia ei saada siirtymään kiinteässä materiaalissa mutta nyt Michiganin yliopiston vetämä tutkimus on osoittanut sellaista tapahtuvan. Samalla työ osoitti ensimmäistä kertaa, kuinka memristorit muistavat.

Samalla kun tulokset edistävät memristori-tekniikkaa ne voivat johtaa menetelmiin, joita voidaan käyttää muokkaamaan integroituja piirejä, sen jälkeen kun ne on valmistettu.

Muistin ja logiikan yhdistävät memristorit lupailevat pienempiä, nopeampia ja halvempia tietoteknisiä piirejä, joita inspiroivat biologiset aivot, tavalla jolla ne voisivat suorittaa useita tehtäviä samanaikaisesti.

Saksalaisen Electronic Research Centre Jülichin tutkijoiden avulla kuvattiin kuinka piioksidiin koteloitujen metallin atomit tulevat varautuneiksi ioneiksi ja kokkaroituvat toistensa kanssa metallisiksi nanohiukkasiksi, jotka sitten vaeltavat ja muodostavat erilaisia säiemäisiä johteita elektrodien välille.

Tällainen hiukkasten liikkeiden havainnointi, jota ohjaavat sähkökemialliset voimat dielektrisessä matriisissa, on jo sinänsä sensaatio toteavat tutkijat. Pysyviä johdesäikeitä muodostava prosessi toimii useilla metalleilla, kuten hopealla ja platinalla.

Eriste parantaa kontaktia

Yksi ongelma orgaanisen puolijohdelaitteiden parissa on metallikontaktien ja orgaanisen puolijohdemateriaalin välinen harmillisen häviöllinen rajapinta.

Nyt tohtori Martin Oehzelt berliiniläisistä Humboldt-Universität ja Helmholtz-Zentrum yliopistoista on osoittanut, mistä nämä häviöt johtuvat ja miten niitä voi minimoida.

Aihetta on tutkittu ahkerasti mutta mitään yleisestä ratkaisua ei ole aiemmin saavutettu. Nyt Tohtori Oehzelt teki aiheesta kattavia laskelmia ja hänet yllätti se, että kvanttifyysisen taso ei ollutkaan niin tärkeä. Sen sijaan vallitsevana oli sähköstaattisten vaikutus!

Vastoin yleistä odotuksia, eristeen käyttö tässä rajapinnassa voi parantaa sähköistä kontaktia. Tutkijat testasivat mallia pentacenellä ja yhtäpitävyys mallin ja kokeellisen datan välillä oli hämmästyttävä, toteaa Qehzelf aiheen tiedotteessa.

Kuvassa näkyvä erittäin ohut eriste metallielektrodin ja orgaanisen puolijohteen välissä saa varauksenkuljettajat (pun) erottumaan tehokkaammin orgaanisesta liiketasostaan (sin) metallin Fermi tasolle (musta).

Työn tulokset voivat yksinkertaistaa rajapintojen ja kontaktien optimointia ja sitä kautta edistää entistä tehokkaampaa orgaanisten elektronisia laitteiden kehittämistä.