Atomeista nykertäen

Käytäntöä lähenevä atomitason tiedemaailma vie elektroniikkaa kohti atomitason toteutusta. Onpa jopa heitetty ilmaan ajatus, että mitä tulee atomitason valmistukseen, vähemmän on todella enemmän.

University of Albertan fysiikan professori Robert Wolkowin ryhmä yhdessä yhteistyökumppaneiden Max Plank Instituten kanssa julkaisi syksyllä yksityiskohtaisia havaintoja, siitä miten luodaan atomisia kytkimiä sähkölle. Kyseessä oli ensimmäinen kerta kun joku on nähnyt kytkennän yksiatomisessa kanavassa.

Nanobitteja-sivuston Helmikuun katsausartikkeli käy läpi erilaisia atomitason ilmiöitä, joista voi olla apua atomitason elektroniikkaan tähdättäessä.

Yksi uusimmista atomitason saavutuksista on voitto yhdestä pahimmista rajoituksista, joka estää grafeenisten nanonauhojen piirirakenteiden toteuttamisen eli vaikeuden siirtää niitä ei-metallisille substraateille.

Atomisen tarkat grafeeniset nanonauhat ovat varteen otettavia ehdokkaita piin jälkeiseen aikaan, jolloin tavanomaisien piitransistorien skaalaus tulee tiensä päähän, toteaa Beckman Instituten Joseph Lyding.

Haasteen voittamiseen Beckman Instituten ryhmä käytti kuivasiirtoa erittäin vahvassa tyhjiössä kuumentaen nanonauhojen epäpuhtaudet ja liuotinjäännökset pois ja sen jälkeen prässäten ne vetypassivoidulle piipinnalle (kuvassa).

Erikoisen tunnelointimikroskoopin ja laskennallisen mallintaminen kautta tiheysfunktionaaliteoriaan tukeutuen saatiin syvempää ymmärrystä järjestelmän elektronisista ominaisuuksista sekä grafeeninauhojen ja piisubstraatin vuorovaikutuksista.

"Minusta projekti on hyvin jännittävä koska olet rakentamassa asioita atomitason hallinnalla, joten yritetään laittaa jokaisen atomin tarkalleen missä niiden haluat olevan," toteaa tohtoriopiskelija Adrian Radocea Instituuttinsa tiedotejulkaisussa. "Ei ole olemassa monia materiaaleja missä voit sanoa että tällaisen voi tehdä. Nanonauhat ovat jännittäviä, koska on myös olemassa todellinen tarve ja todellinen sovellus."