I fisici hanno sviluppato un metodo innovativo che potrebbe consentire l'uso efficiente dei nanocomponenti nei circuiti elettronici. Per realizzare questo, hanno sviluppato un layout in cui un nanocomponente è collegato a due conduttori elettrici, che disaccoppiano il segnale elettrico in modo altamente efficiente. Gli scienziati del Dipartimento di Fisica e dello Swiss Nanoscience Institute dell'Università di Basilea hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista scientifica Comunicazioni sulla natura insieme ai loro colleghi dell'ETH di Zurigo.

I componenti elettronici stanno diventando sempre più piccoli. Nei laboratori di ricerca vengono già prodotti componenti che misurano pochi nanometri – la dimensione di una decina di atomi. Grazie alla miniaturizzazione, numerosi componenti elettronici possono essere collocati in spazi ristretti, che aumenterà ulteriormente le prestazioni dell'elettronica in futuro.

Squadre di scienziati di tutto il mondo stanno studiando come produrre tali nanocomponenti con l'aiuto di nanotubi di carbonio. Questi tubi hanno proprietà uniche:offrono un'eccellente conduzione del calore, può resistere a forti correnti, e sono adatti per l'uso come conduttori o semiconduttori. Però, la trasmissione del segnale tra un nanotubo di carbonio e un conduttore elettrico significativamente più grande rimane problematica poiché grandi porzioni del segnale elettrico vengono perse a causa della riflessione di parte del segnale.

L'antiriflesso aumenta l'efficienza

Un problema simile si verifica con le sorgenti luminose all'interno di un oggetto di vetro. Una grande quantità di luce viene riflessa dalle pareti, il che significa che solo una piccola parte raggiunge l'esterno. Questo può essere contrastato utilizzando un rivestimento antiriflesso sulle pareti.

Guidati dal professor Christian Schönenberger, gli scienziati di Basilea stanno ora adottando un approccio simile alla nanoelettronica. Hanno sviluppato un dispositivo antiriflesso per i segnali elettrici per ridurre la riflessione che si verifica durante la trasmissione dai nanocomponenti ai circuiti più grandi. Fare così, hanno creato una speciale formazione di conduttori elettrici di una certa lunghezza, che sono accoppiati con un nanotubo di carbonio. I ricercatori sono stati quindi in grado di disaccoppiare in modo efficiente un segnale ad alta frequenza dal nanocomponente.

Le differenze di impedenza causano il problema

L'accoppiamento di nanostrutture con conduttori significativamente più grandi si è rivelato difficile perché hanno impedenze molto diverse. Maggiore è la differenza di impedenza tra due strutture conduttrici, maggiore è la perdita durante la trasmissione. La differenza tra nanocomponenti e conduttori macroscopici è così grande che nessun segnale verrà trasmesso a meno che non vengano prese contromisure. Il dispositivo antiriflesso minimizza questo effetto e regola le impedenze, portando ad un accoppiamento efficiente. Ciò avvicina notevolmente gli scienziati al loro obiettivo di utilizzare i nanocomponenti per trasmettere segnali nelle parti elettroniche.