Efterhånden som elektronik krymper til nanoskala, vil de stadig være gode som guld?

Dybt inde i computerchips, små ledninger lavet af guld og andre ledende metaller bærer den elektricitet, der bruges til at behandle data.

Men da disse indbyrdes forbundne kredsløb krymper til nanoskala, ingeniører bekymrer sig over det pres, som den, der forårsages af termisk ekspansion, når strøm løber gennem disse ledninger, kan få guld til at opføre sig mere som en væske end et fast stof, gør nanoelektronik upålidelig. At, på tur, kunne tvinge chipdesignere til at jage efter nye materialer til at lave disse kritiske ledninger.

Men ifølge et nyt blad i Fysiske anmeldelsesbreve , chipdesignere kan slappe af. "Guld opfører sig stadig som et fast stof i disse små skalaer, " siger Stanfords mekaniske ingeniør Wendy Gu, som ledede et team, der fandt ud af, hvordan man kunne sætte guldpartikler på kun 4 nanometer i længden - de mindste partikler, der nogensinde er målt - for at vurdere, om strømstrømme kunne få metallets atomstruktur til at kollapse.

For at udføre eksperimentet, Gus team skulle først udtænke en måde at sætte små guldpartikler under ekstremt pres, mens man samtidig måler, hvor meget det tryk beskadigede guldets atomare struktur.

For at løse det første problem, de henvendte sig til højtryksfysikken for at låne en enhed kendt som en diamantamboltcelle. Som navnet antyder, både hammer og ambolt er diamanter, der bruges til at komprimere guldet. Som Gu forklarede, en nanopartikel af guld er bygget som en skyskraber med atomer, der danner et krystallinsk gitter af pæne rækker og søjler. Hun vidste, at trykket fra ambolten ville fjerne nogle atomer fra krystallen og skabe små defekter i guldet.

Den næste udfordring var at opdage disse defekter i guld i nanoskala. Forskerne skinnede røntgenstråler gennem diamanten på guldet. Defekter i krystallen fik røntgenstrålerne til at reflektere i andre vinkler, end de ville på ukomprimeret guld. Ved at måle variationer i de vinkler, som røntgenstrålerne preller af partiklerne før og efter tryk blev påført, holdet var i stand til at fortælle, om partiklerne bibeholdt deformationerne eller vendte tilbage til deres oprindelige tilstand, når trykket blev løftet.

"Defekterne forbliver efter trykket blev fjernet, som fortalte os, at guld opfører sig som et fast stof selv på sådanne skalaer, " sagde Gu.

Rent praktisk, hendes resultater betyder, at chipproducenter med sikkerhed kan vide, at de vil være i stand til at designe stabile nanoenheder ved hjælp af guld - et materiale, de har kendt og stolet på i årtier - i de kommende år.

"I en overskuelig fremtid, guldets glans vil ikke falme, " siger Gu.