(PhysOrg.com) -- I diamanti possono essere meglio conosciuti come simbolo di amore duraturo. Ma i produttori di semiconduttori sperano anche di diventare componenti chiave di micromacchine di lunga durata se un nuovo metodo sviluppato presso il National Institute of Standards and Technology (NIST) per intagliare questi duri, cristalli capaci dimostra il suo valore. Il metodo offre un modo preciso per progettare tagli microscopici in una superficie diamantata, con potenziali benefici sia nel campo della misurazione che in quello tecnologico.

Combinando le proprie osservazioni con il background raccolto dalla scienza dei materiali, I ricercatori del NIST sui semiconduttori hanno trovato un modo per creare caratteristiche uniche nel diamante, portando potenzialmente a miglioramenti nella nanometrologia in breve tempo, in quanto ha permesso al team di praticare fori di forma precisa in una delle sostanze più dure conosciute. Ma al di là della creazione di nanorighelli virtualmente indistruttibili, il metodo potrebbe un giorno portare al miglioramento di una classe di dispositivi elettronici utili nei telefoni cellulari, giroscopi e impianti medici.

Ben noto per aver creato i microchip elettronici estremamente complessi che gestiscono i nostri laptop, l'industria dei semiconduttori ha ampliato il proprio portafoglio fabbricando piccoli dispositivi con parti mobili. Costruito con sostanzialmente le stesse tecniche dei chip elettronici, questi “sistemi microelettromeccanici, ” o MEMS, hanno una dimensione di pochi micrometri. Possono rilevare i cambiamenti ambientali come il calore, pressione e accelerazione, potenzialmente consentendo loro di formare la base di minuscoli sensori e attuatori per una serie di nuovi dispositivi. Ma i progettisti devono fare attenzione che le minuscole parti in movimento non si arrestino in modo disastroso. Un modo per far durare più a lungo le parti scorrevoli senza rompersi è realizzarle con un materiale più duro del silicio.

“Il diamante può essere la sostanza ideale per i dispositivi MEMS, ", afferma Craig McGray del NIST. “Può resistere a condizioni estreme, inoltre è in grado di vibrare alle altissime frequenze richieste dalla nuova elettronica di consumo. Ma è molto difficile, Certo, e non c'è stato un modo per progettarlo in modo molto preciso su piccola scala. Pensiamo che il nostro metodo possa raggiungere questo obiettivo".

Il metodo utilizza un processo di incisione chimica per creare cavità nella superficie del diamante. La forma cubica di un cristallo di diamante può essere tagliata in diversi modi, un fatto di cui i gioiellieri traggono vantaggio quando creano sfaccettature sulle pietre preziose. La velocità del processo di incisione dipende dall'orientamento della fetta, che si verificano a una velocità molto più lenta nella direzione delle "facce" del cubo - pensa a tagliare il cubo in cubi più piccoli - e questi piani di faccia possono essere usati come una sorta di confine in cui l'incisione può essere interrotta quando lo si desidera. Nei loro primi esperimenti, il team ha creato cavità di larghezza compresa tra 1 e 72 micrometri, ciascuno con pareti laterali verticali lisce e fondo piatto.
“Vorremmo capire come ottimizzare il controllo di questo processo in seguito, " dice McGray, “ma alcuni dei modi in cui il diamante si è comportato nelle condizioni che abbiamo usato erano inaspettati. Abbiamo in programma di esplorare alcuni di questi misteri mentre sviluppiamo un prototipo di dispositivo MEMS con diamante”.