(PhysOrg.com) -- Precis när det verkade som att mikrochips inte kunde bli mindre, en teknik utvecklad av forskare här vid University of Cambridge Engineering Department kan leda till chips som inte bara är mindre, men kan stödja elektriska strömtätheter fem gånger större än den nuvarande tekniken.
Tekniken, utvecklad av professor John Robertson och Santiago Esconjauregui använder speciella arrangemang av kolatomer för att leda elektrisk ström genom mikrochipsen.
Mikrochips, även känd som integrerade kretsar (ICs), används i nästan all elektronisk utrustning, från datorer till mobiltelefoner till valfritt antal av de digitala apparater som finns i det genomsnittliga hushållet. Deras ringa storlek och låga produktionskostnad har revolutionerat hemelektronikindustrin.
Integrerade kretsar är konstruerade i lager, var och en med många separata elektriska komponenter som är sammankopplade med små koppartrådar, både inom och mellan lagren. När tillverkare försöker göra integrerade kretsar mindre och mindre, kopparkontakterna måste också bli mindre. Detta resulterar i att den elektriska strömtätheten i kopparn blir proportionellt högre, tills slutligen ingen mer ström kan passera genom kopparkontakten.
Professor Robertson och hans kollegor har tagit fram en metod som använder kolnanorör för att ersätta de vertikala kopparkontakterna i IC:er, gör att allt mindre kretsar kan byggas, minska storleken på elektroniken ytterligare.
Kolnanorör består av ett speciellt arrangemang av kolatomer. I vanliga fall, som i grafit, atomerna är ordnade hexagonalt och skiktade i ark. Men i nanorör, arken rullas ihop till små rör. Diametern på dessa rör motsvarar bara några få kolatomer.
Enskilda kolnanorör kan stödja extremt höga elektriska strömtätheter, och är utmärkta kandidater för att ersätta koppar för att ansluta IC-lager. Dock, för att detta ska vara möjligt, nanorören måste odlas i mycket täta knippen direkt på substratet.
Nanorörbuntar odlas normalt genom att avsätta en tunn film av en katalysator, som järn, på substratet och ändra egenskaperna hos katalysatorn genom användning av värme, en process som kallas glödgning. Glödgning producerar en serie nanopartiklar som är grunden för tillväxten av varje nanorör. Denna metod producerar nanorörsbuntar, men de har begränsad rumslig täthet, och bär otillräcklig elektrisk ström för mikrochipsändamål.
Professor Robertson och hans kollegor har utarbetat en metod för att odla nanorörsbuntar genom flera deponerings- och glödgningssteg, vilket resulterar i successiva ökningar av nanopartikeldensitet. De resulterande buntarna har en densitet som är fem gånger större än den närmast tillgängliga tekniken, med ytterligare täthetsökningar möjliga i framtiden.
