Käytäntöä lähenevä atomitason tutkimus vie elektroniikkaa kohti atomitason toteutuksia. Esimerkiksi Albertan yliopiston 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.
Yksi uusimmista atomitason saavutuksista on voitto yhdestä pahimmista rajoituksista, joka estää grafeenisten nanonauhojen piirirakenteiden toteuttamisen. Nanonauhoja on ollut vaikea siirtää 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 Lydingin johtama tutkimusyhmä 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. Ei ole olemassa monia materiaaleja joilla tällaiset voi tehdä. Nanonauhat ovat jännittäviä, koska on olemassa todellinen tarve ja todellinen sovellus, toteaa tohtoriopiskelija Adrian Radocea Instituuttinsa tiedotejulkaisussa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 14.2.2017