(Phys.org)—I microchip sono pervasivi nell'odierna società high-tech, svolgendo un ruolo fondamentale nel funzionamento interno del tuo telefono cellulare con la tua macchina da caffè Keurig.

Una tecnologia di elaborazione chiamata CMOS, o complementare metallo-ossido-semiconduttore, reso economicamente fattibili i microchip negli anni '80, disse Sivasubramanian Somu, uno scienziato ricercatore nel Centro per la nanofabbricazione ad alto tasso di Northeastern.

Un elemento critico in qualsiasi microchip è qualcosa chiamato inverter, un componente elettronico che emette zero quando gli dai uno, e viceversa. "Un transistor [l'elemento base di un inverter] è un semplice, cambio estremamente veloce, " Ha spiegato Somu. "Puoi accenderlo e spegnerlo tramite segnali elettrici".

Agli albori della tecnologia informatica, interruttori meccanici sono stati utilizzati per le operazioni di calcolo. "Non è possibile ottenere calcoli veloci utilizzando interruttori meccanici, " Ha detto Somu. Quindi CMOS, che utilizzava segnali elettrici per accendere e spegnere gli interruttori, ha rappresentato un progresso significativo nel campo.

Ma nonostante la sua relativa economia, un impianto di fabbricazione CMOS costa ancora circa $ 50 miliardi, secondo Somu. "Avevamo bisogno di un'alternativa, soluzione conveniente che può ancora competere con CMOS a livello di fonderia, " Egli ha detto.

L'approccio proprietario di "assemblaggio diretto" di CHN è quella soluzione alternativa. Invece di richiedere diverse fasi di fabbricazione per l'aggiunta e la rimozione di materiale, come nel caso del CMOS, l'assemblaggio diretto è un processo solo additivo che può essere eseguito a temperatura e pressione ambiente. Un impianto di fabbricazione basato su questa tecnologia, Somu ha detto, potrebbe essere costruito per un minimo di $ 25 milioni.

Questo risparmio sui costi renderebbe la nanotecnologia accessibile a milioni di nuovi innovatori e imprenditori, scatenando un'ondata di creatività allo stesso modo del PC per l'informatica, disse Ahmed Busnaina, il William Lincoln Smith Professor e Direttore del NSF Center for High-​​rate Nanomanufacturing.

Ma creare un inverter di dimensioni nanometriche è più facile a dirsi che a farsi, ha aggiunto Jun Huang, un ricercatore post-dottorato nel centro. I ricercatori hanno utilizzato materiali come grafene e nanotubi di carbonio per creare inverter, ma nessuno di questi ha funzionato bene da solo. Creazione di un inverter nanodimensionato composto da diversi nanomateriali con proprietà eccellenti, Huang ha detto, può risultare in eccellenti transistor complementari.

Utilizzando il processo di assemblaggio diretto, il team ha creato un inverter complementare efficace utilizzando bisolfuro di molibdeno e nanotubi di carbonio. "A livello nanometrico, " disse Huang, "il disolfuro di molibdeno si trova in sottili, fogli spessi nanometri." A questa scala, ha notato, il materiale inizia a dimostrare le caratteristiche del transistor critiche per la costruzione di un buon inverter.

Il successo rappresenta un passo avanti verso l'obiettivo finale di CHN di consentire alle piccole e medie imprese di sviluppare nuovi, tecnologie basate su microchip. I risultati della loro ricerca sono stati riportati in un recente articolo sulla rivista Nanotecnologia .