La prossima generazione di elettronica, così come diagnostica medica ultrasensibile, potrebbe dipendere da crepe su scala atomica, o nanogap, negli elettrodi. Ora, i ricercatori del KTH Royal Institute of Technology svedese hanno sviluppato un metodo che potrebbe aprire la strada alla produzione di massa di elettrodi nanogap.

I ricercatori di KTH hanno pubblicato un metodo scalabile che utilizza nanocracks per creare nanogap larghi solo pochi strati di atomi.

Valentino Dubois, un ricercatore presso il Dipartimento di Micro e Nanosistemi del KTH, afferma che il nuovo metodo migliora le tecniche consolidate per ottenere lacune nei materiali conduttivi, in questo caso, nitruro di titanio (TiN).

"Utilizzando il nostro metodo, non abbiamo bisogno di modellare direttamente il materiale per definire i nanogap, " dice Dubois. "Invece, si presentano automaticamente una volta soddisfatti determinati criteri. Quello che dobbiamo fare è creare uno schema intorno all'area in cui dovrebbero esserci gli spazi vuoti. Questo modello nella struttura del materiale è sostanzialmente più grande degli spazi vuoti, e quindi semplice da creare."

Il metodo, sviluppato da Dubois e dai suoi partner di ricerca, Frank Niklaus e Göran Stemme, consente la produzione di massa di array nanogap con larghezze di gap definite individualmente, lui dice.

Cosa c'è di più, per la prima volta, è stato pubblicato un metodo che prevede con precisione le caratteristiche delle crepe. Dubois dice che questo permette di determinare fin dall'inizio quali saranno i parametri dei nanogap, da 100 nm fino a meno di 2 nm (meno di dieci strati di atomi) di larghezza.

Queste crepe di dimensioni nanometriche nel materiale con conduttività elettrica possono essere utilizzate per studiare le proprietà elettriche di base delle molecole, e come le molecole interagiscono con la luce.

"La capacità di creare nanogap in modo affidabile e scalabile faciliterà progressi fondamentali nel rilevamento molecolare, plasmonica, e nanoelettronica, "dice Dubois.

I nanogaps potrebbero consentire nuovi tipi di microprocessori e rendere possibile un'intera gamma di biosensori. Nella diagnostica medica, Per esempio, i nanogaps possono migliorare la rilevazione di molecole che sono marcatori di malattie. Una luce può brillare negli spazi vuoti di un materiale, potenziando il campo elettromagnetico all'interno e consentendo ai singoli segnali di una molecola di biomarcatore catturata negli spazi vuoti di risaltare. La presenza di tale molecola sarebbe indicata da un cambiamento nella diffusione della luce.

I nanogap possono essere utilizzati anche con microprocessori, permettendo loro di diventare più piccoli e più veloci, e migliorare l'efficienza energetica e la capacità di memoria dei dispositivi, dice Dubois.

Anche, per scopi medici, i nanogap possono essere utilizzati come componenti di biosensori, come quelli usati per il sequenziamento del DNA, lui dice.

"Applicazioni come queste sono tradizionalmente nell'assistenza sanitaria e nella ricerca medica, ma anche per la cosiddetta elettronica indossabile, come abbigliamento con elettronica integrata, " lui dice.