Ikke længere kun en tilskuer, siliciumoxid kommer ind i elektronikken på computerchips

I materialevidenskaben svarer det til, at en fodboldfan hopper ind på banen og scorer et touchdown, videnskabsmænd dokumenterer, at en grundlæggende komponent i computerchips, længe betragtet som en passiv tilskuer, kan faktisk fås til at fungere som en kontakt. Det giver den potentielt mulighed for at deltage i de elektroniske processer, der driver mobiltelefoner, iPads, computere, og tusindvis af andre produkter.

I en rapport i Journal of the American Chemical Society , forskerne dokumenterer de mange måder, hvorpå siliciumdioxid, længe betragtet som en elektrisk isolator, bliver involveret i handlingen. Denne adfærd havde tidligere forvirret videnskabsmænd, der arbejder inden for nanoelektronik - de troede, at skiftet skyldtes nano-additivet, men det viser sig, at kilden til skiftet kan være fra selve det underliggende siliciumoxid.

Jun Yao, Douglas Natelson, Lin Zhong, og James Tour forklarer, at producenter længe har brugt siliciumoxid, normalt en meget dårlig leder af elektricitet, som både støttende og isolerende materiale inden for elektronik. Silicium, en primær bestanddel af strandsand, er halvledermaterialet i hjertet af moderne elektronik. Når de er bundet til ilt, det resulterende siliciumoxid er generelt et af de elektroniske isoleringsmaterialer af højeste kvalitet.

Forskerne viste for nylig, imidlertid, at oxidmaterialet kan omdannes til en omskiftelig leder ved en elektrisk proces. Dette fænomen kan være nøglen til at udvikle en ny generation af mindre, mere kraftfulde computerchips, men mekanismen bag dette skifte var uklar, indtil nu. Det tydeliggør også den mulige natur bag omskiftningsbegivenhederne i tidligere molekylære og nanoskalasystemer.

Forskerne lagde et lag siliciumoxid i nanostørrelse, tusindvis af gange mindre end bredden af ​​et menneskehår, mellem to elektroder og udsatte enheden for stigende mængder elektrisk strøm. De viste, at elektricitet kan få siliciumoxidet til at nedbrydes til mindre komponenter, krystaller af silicium i nanostørrelse, på en måde, der øger dens elektriske ledningsevne og gør den til en spiller i computerchips arbejdsprocesser.