I ricercatori della Queen's University di Belfast hanno scoperto un nuovo modo per creare fogli estremamente sottili conduttori di elettricità, che potrebbe rivoluzionare i minuscoli dispositivi elettronici che controllano tutto, dagli smartphone alle tecnologie bancarie e mediche.

Attraverso le nanotecnologie, i fisici dottor Raymond McQuaid, Il dottor Amit Kumar e il professor Marty Gregg della School of Mathematics and Physics della Queen's University, hanno creato fogli 2D unici, chiamati muri di dominio, che esistono all'interno dei materiali cristallini.

I fogli sono sottili quasi quanto il grafene, materiale meraviglioso, a pochi strati atomici. Però, possono fare qualcosa che il grafene non può:possono apparire, scomparire o muoversi all'interno del cristallo, senza alterare in modo permanente il cristallo stesso.

Ciò significa che in futuro, potrebbero essere creati dispositivi elettronici ancora più piccoli, poiché i circuiti elettronici potrebbero riconfigurarsi costantemente per svolgere una serie di compiti, piuttosto che avere una sola funzione.

Il professor Marty Gregg spiega:"Quasi tutti gli aspetti della vita moderna come la comunicazione, assistenza sanitaria, finanza e intrattenimento si affidano a dispositivi microelettronici. La richiesta di più potenti, la tecnologia più piccola continua a crescere, il che significa che i dispositivi più piccoli sono ora composti da pochi atomi, una piccola frazione della larghezza di un capello umano".

"Per come stanno le cose attualmente, diventerà impossibile rendere questi dispositivi più piccoli:semplicemente esauriremo lo spazio. Questo è un problema enorme per l'industria informatica e nuovi, radicale, sono necessarie tecnologie dirompenti. Una soluzione è rendere i circuiti elettronici più "flessibili" in modo che possano esistere in un momento per uno scopo, ma può essere completamente riconfigurato il momento successivo per un altro scopo."

I risultati della squadra, che sono stati pubblicati in Comunicazioni sulla natura , aprire la strada a un modo completamente nuovo di elaborare i dati.

Il professor Gregg afferma:"La nostra ricerca suggerisce la possibilità di "incidere uno schizzo" di connessioni elettriche su nanoscala, dove i modelli di fili conduttori di elettricità possono essere disegnati e poi cancellati di nuovo tutte le volte che è necessario.

"In questo modo, potrebbero essere creati circuiti elettronici completi e poi riconfigurati dinamicamente quando necessario per svolgere un ruolo diverso, ribaltando il paradigma secondo cui i circuiti elettronici devono essere componenti fissi dell'hardware, tipicamente progettato con uno scopo dedicato in mente."

Ci sono due ostacoli chiave da superare durante la creazione di questi fogli 2D, devono essere create lunghe pareti diritte. Questi devono condurre efficacemente l'elettricità e imitare il comportamento dei veri fili metallici. È inoltre essenziale poter scegliere esattamente dove e quando compaiono i muri del dominio e riposizionarli o eliminarli.

Attraverso la ricerca, i ricercatori della regina hanno scoperto alcune soluzioni agli ostacoli. La loro ricerca dimostra che è possibile creare lunghi fogli conduttivi schiacciando il cristallo esattamente nel punto in cui sono richiesti, utilizzando un approccio mirato simile all'agopuntura con un ago appuntito. I fogli possono quindi essere spostati all'interno del cristallo utilizzando campi elettrici applicati per posizionarli.

Dottor Raymond McQuaid, un docente di recente nomina presso la School of Mathematics and Physics della Queen's University, ha aggiunto:"Il nostro team ha dimostrato per la prima volta che i cristalli di boracite di rame-cloro possono avere pareti conduttrici diritte lunghe centinaia di micron e tuttavia spesse solo nanometri. La chiave è che, quando un ago viene premuto nella superficie del cristallo, un modello simile a un puzzle di varianti strutturali, chiamati "domini", si sviluppa intorno al punto di contatto. I diversi pezzi del modello si incastrano in un modo unico con il risultato che le pareti conduttrici si trovano lungo determinati confini dove si incontrano.

"Abbiamo anche dimostrato che queste pareti possono poi essere spostate utilizzando campi elettrici applicati, quindi suggerendo la compatibilità con i dispositivi a tensione più convenzionali. Presi insieme, questi due risultati sono un segnale promettente per il potenziale uso di pareti conduttrici nella nanoelettronica riconfigurabile".