(PhysOrg.com) -- I nanotubi di carbonio offrono grandi promesse in un piccolo pacchetto. Ad esempio, questi minuscoli cilindri di molecole di carbonio teoricamente possono trasportare 1, 000 volte più corrente elettrica di un conduttore metallico della stessa dimensione. È facile immaginare che i nanotubi di carbonio sostituiscano il cablaggio in rame nella futura elettronica su scala nanometrica.

Ma -- non così velocemente. Test recenti presso il National Institute of Standards and Technology (NIST) suggeriscono che l'affidabilità del dispositivo è un grosso problema.

I fili di rame trasportano energia e altri segnali tra tutte le parti dei circuiti integrati; anche un conduttore guasto può causare il guasto del chip. Come confronto approssimativo, I ricercatori del NIST hanno fabbricato e testato numerose interconnessioni di nanotubi tra elettrodi metallici. risultati dei test NIST, descritto in una conferenza questa settimana, * mostrano che i nanotubi possono sostenere densità di corrente estremamente elevate (da decine a centinaia di volte superiori a quelle di un tipico circuito a semiconduttore) per diverse ore, ma degradano lentamente a corrente costante. Di maggiore preoccupazione, gli elettrodi metallici si guastano - i bordi si ritirano e si raggruppano - quando le correnti salgono al di sopra di una certa soglia. I circuiti si sono guastati in circa 40 ore.

Mentre molti ricercatori in tutto il mondo stanno studiando la fabbricazione e le proprietà dei nanotubi, il lavoro del NIST offre una prima occhiata a come questi materiali possono comportarsi in dispositivi elettronici reali a lungo termine. Per supportare le applicazioni industriali di questi nuovi materiali, Il NIST sta sviluppando tecniche di misurazione e test e studiando una varietà di strutture di nanotubi, concentrandosi su ciò che accade alle intersezioni tra nanotubi e metalli e tra diversi nanotubi. "Il collegamento comune è che abbiamo davvero bisogno di studiare le interfacce, "dice Mark Strus, un ricercatore post-dottorato del NIST.

In un altro, relativo studio pubblicato di recente, ** I ricercatori del NIST hanno identificato guasti nelle reti di nanotubi di carbonio, materiali in cui gli elettroni saltano fisicamente da un tubo all'altro. I guasti in questo caso sembravano verificarsi tra i nanotubi, il punto di massima resistenza, Strus dice. Monitorando la resistenza iniziale e le fasi iniziali di degradazione del materiale, i ricercatori potevano prevedere se la resistenza si sarebbe degradata gradualmente, consentendo di fissare limiti operativi, o in modo sporadico, modo imprevedibile che comprometterebbe le prestazioni del dispositivo. Il NIST ha sviluppato prove di stress elettrico che collegano la resistenza iniziale al tasso di degradazione, prevedibilità del guasto e durata totale del dispositivo. Il test può essere utilizzato per verificare la corretta fabbricazione e l'affidabilità delle reti di nanotubi.

Nonostante i problemi di affidabilità, Strus immagina che le reti di nanotubi di carbonio possano in definitiva essere molto utili per alcune applicazioni elettroniche. "Ad esempio, le reti di nanotubi di carbonio potrebbero non sostituire il rame nei dispositivi logici o di memoria, ma possono rivelarsi interconnessioni per display elettronici flessibili o fotovoltaici, "Dice Strus.

Globale, la ricerca del NIST aiuterà a qualificare i materiali dei nanotubi per l'elettronica di prossima generazione, e aiutare gli sviluppatori di processo a determinare quanto bene una struttura può tollerare un'elevata corrente elettrica e regolare l'elaborazione di conseguenza per ottimizzare sia le prestazioni che l'affidabilità.