(PhysOrg.com) -- Quando fa freddo, molti bambini non resistono a respirare su una finestra e scrivere nella condensa. Ora immagina la finestra come una piattaforma per dispositivi elettronici, la condensazione come gas conduttivo speciale, e le lettere come linee di nanofili.

Un team guidato dal professore di scienza e ingegneria dei materiali dell'Università del Wisconsin-Madison Chang-Beom Eom ha dimostrato metodi per sfruttare essenzialmente questo concetto per ampie applicazioni nei dispositivi nanoelettronici, come memorie di nuova generazione o minuscoli transistor. Le scoperte sono state pubblicate il 19 ottobre dalla rivista Comunicazioni sulla natura.

Il team di Eom ha sviluppato tecniche per produrre strutture basate su ossidi elettronici che possono essere integrati su un substrato di silicio, la piattaforma di dispositivi elettronici più comune.

"Le strutture che abbiamo sviluppato, così come altri dispositivi elettronici a base di ossido, possono essere molto importanti nelle applicazioni nanoelettroniche, quando integrato con silicio, "dice Eom.

Il termine "ossido" si riferisce ad un composto con l'ossigeno come elemento fondamentale. Gli ossidi includono milioni di composti, ciascuno con proprietà uniche che potrebbero essere preziose nell'elettronica e nella nanoelettronica.

Generalmente, i materiali di ossido non possono essere coltivati ​​sul silicio perché ossidi e silicio hanno diversi, strutture cristalline incompatibili. La tecnica di Eom combina epitassia monocristallina, post-ricottura e attacco per creare un processo che permetta alla struttura di ossido di risiedere sul silicio, un risultato significativo che risolve una sfida molto complessa.

Il nuovo processo consente al team di formare una struttura che mette a contatto strati spessi tre atomi di lantanio-ossido di alluminio con stronzio-ossido di titanio e quindi mette l'intera struttura sopra un substrato di silicio.

Questi due ossidi sono importanti perché un "gas di elettroni" si forma all'interfaccia dei loro strati, e un microscopio a scansione di sonda può rendere conduttivo questo strato di gas. La punta del microscopio viene trascinata lungo la superficie con una precisione su scala nanometrica, lasciando dietro di sé uno schema di elettroni che formano lo strato di gas dello spessore di un nanometro. Usando la punta, Il team di Eom può "disegnare" linee di questi elettroni e formare nanofili conduttori. I ricercatori possono anche "cancellare" quelle linee per togliere la conduttività in una regione del gas.

Per integrare gli ossidi sul silicio, i cristalli devono avere un basso livello di difetti, ei ricercatori devono avere il controllo atomico dell'interfaccia. Più specificamente, lo strato superiore di ossido di stronzio-titanio deve essere totalmente puro e combaciare con uno strato totalmente puro di ossido di lantanio sul fondo dell'ossido di lantanio-alluminio; altrimenti, lo strato di gas non si formerà tra gli strati di ossido. Finalmente, l'intera struttura è stata messa a punto per essere compatibile con il silicio sottostante.