Il "ponte" che si forma all'interno dello strato di solfuro metallico, collegando due elettrodi metallici, provoca l'attivazione dell'interruttore atomico. Attestazione:Manabu Kiguchi
Un team di ricercatori del Tokyo Institute of Technology ha acquisito una visione senza precedenti del funzionamento interno di un interruttore atomico. Indagando sulla composizione del minuscolo "ponte" metallico che si forma all'interno dell'interruttore, i loro risultati possono stimolare la progettazione di interruttori atomici con prestazioni migliorate.
Gli interruttori atomici sono salutati come i più piccoli interruttori elettrochimici, e potrebbero cambiare il volto della tecnologia dell'informazione. A causa delle loro dimensioni su scala nanometrica e del basso consumo energetico, promettono l'integrazione in circuiti di prossima generazione che potrebbero guidare lo sviluppo di dispositivi di intelligenza artificiale (AI) e Internet of Things (IoT).
Sebbene siano emersi vari modelli, una domanda intrigante riguarda la natura del filamento metallico, o ponte, questa è la chiave per il funzionamento dell'interruttore. Il ponte si forma all'interno di uno strato di solfuro metallico racchiuso tra due elettrodi, ed è controllato applicando una tensione che induce una reazione elettrochimica. La formazione e l'annientamento di questo ponte determina se l'interruttore è acceso o spento.
Ora, un gruppo di ricerca che comprende Akira Aiba e Manabu Kiguchi e colleghi del Dipartimento di Chimica del Tokyo Institute of Technology ha trovato un modo utile per esaminare con precisione di cosa è composto il ponte.
Raffreddando l'interruttore atomico quanto basta per poter studiare il ponte utilizzando una tecnica di misurazione a bassa temperatura chiamata spettroscopia di contatto puntuale (PCS), il loro studio ha rivelato che il ponte è costituito da atomi di metallo provenienti sia dall'elettrodo che dallo strato di solfuro metallico. Questa sorprendente scoperta smentisce l'idea prevalente che il ponte derivi solo dall'elettrodo, Kiguchi spiega.
Il team ha confrontato gli interruttori atomici con diverse combinazioni di elettrodi (Pt e Ag, o Pt e Cu) e strati di solfuro metallico (Cu 2 S e Ag 2 S). In entrambi i casi, hanno scoperto che il ponte è composto principalmente da Ag.
La ragione dietro la dominanza di Ag nel ponte è probabilmente dovuta alla "maggiore mobilità degli ioni Ag rispetto agli ioni Cu, " affermano i ricercatori nel loro articolo pubblicato su Materiali e interfacce applicati ACS .
Concludono che "sarebbe meglio usare metalli a bassa mobilità" per progettare interruttori atomici con maggiore stabilità.
Resta molto da esplorare nel progresso delle tecnologie di commutazione atomica, e il team sta continuando a indagare quale combinazione di elementi sarebbe la più efficace per migliorare le prestazioni.
