Un passo fondamentale per sbloccare il potenziale per un ambiente più verde, Più veloce, circuiti elettronici più piccoli sono stati presi di recente da un gruppo di ricercatori guidati dal fisico di UAlberta Robert Wolkow.

Il team di ricerca ha trovato un modo per eliminare e sostituire gli atomi fuori posto che avevano impedito il funzionamento di nuovi progetti di circuiti rivoluzionari. Questo libera un nuovo tipo di chip di silicio da utilizzare nei comuni prodotti elettronici, come i nostri telefoni e computer.

"Per la prima volta, possiamo liberare le potenti proprietà inerenti alla scala atomica, " ha spiegato Wolkow, notando che gli errori di stampa sui chip di silicio sono inevitabili quando si lavora su scala atomica. "Stavamo realizzando cose che erano vicine alla perfezione ma non del tutto. Ora che abbiamo la possibilità di apportare correzioni, possiamo garantire modelli perfetti, e questo fa funzionare i circuiti. È questa nuova capacità di modificare su scala atomica che fa la differenza".

Pensa a un errore di battitura e alla possibilità di tornare indietro, cancellarlo e riscriverlo perfettamente. Ora immagina che il bianco sia in realtà dei singoli atomi di idrogeno, consentendo un livello di precisione prima irraggiungibile.

"Possiamo cancellare con precisione qualsiasi errore e ristampare quell'atomo nel posto corretto. Non è nemmeno un compromesso come il bianco in cui hai uno strato appiccicoso o una rientranza. In realtà è perfetto, " disse Wolkow, che ha lavorato con colleghi scienziati dell'Università di Alberta, il Consiglio Nazionale delle Ricerche, e Quantum Silicon Inc.

Gli scienziati hanno visto molti indizi che i circuiti atomici erano a portata di mano. Però, la precisione necessaria era in precedenza possibile solo per materiali semplici che dovevano essere mantenuti a temperature bassissime, poco pratico per le applicazioni quotidiane richieste in computer e dispositivi digitali personali. Wolkow e il suo team hanno scoperto metodi e materiali per garantire la stabilità a temperatura ambiente, sfide che lui e altri scienziati di tutto il mondo hanno lavorato per decenni per superare.

Gli studenti laureati di Wolkow, Roshan Achal e Taleana Huff, insieme al postdoc Moe Rashidi, hanno dimostrato di poter superare questi ostacoli con un approccio modificato agli stessi chip di silicio utilizzati nei circuiti odierni. Sebbene in precedenza avessero migliorato l'accuratezza della stampa del silicio atomico, gli errori sotto forma di atomi fuori posto si verificavano sempre al livello dell'uno per cento. Sebbene gli errori di posizionamento fossero piccoli, circa un terzo di nanometro, erano comunque abbastanza grandi da alterare il funzionamento del circuito.

Gli studenti hanno creato una procedura affidabile per raccogliere singoli atomi di idrogeno con la loro sonda atomicamente affilata e sostituire uno o più atomi di idrogeno per cancellare perfettamente gli errori di stampa atomica.

Con la loro nuova scoperta, sono state eliminate anche molte sfide rimaste ai circuiti atomici a bassissima potenza. Wolkow, Achal, e la scoperta di Huff è stata catturata nel documento accademico "Atomic Whiteout, " apparso sulla rivista scientifica ACS Nano .