Forskning från forskare vid Swansea University hjälper till att möta utmaningen att införliva nanoskala strukturer i framtida halvledarenheter som kommer att skapa ny teknik och inverkan på alla aspekter av vardagen.

Dr Alex Lord och professor Steve Wilks från Center for Nanohealth ledde den forskning som publicerades i Nano bokstäver . Forskargruppen tittade på sätt att konstruera elektrisk kontaktteknik på småskalor med enkla och effektiva modifieringar av nanotrådar som kan användas för att utveckla förbättrade enheter baserade på nanomaterialen. Väldefinierade elektriska kontakter är viktiga för alla elektriska kretsar och elektroniska apparater eftersom de styr det flöde av elektricitet som är grundläggande för driftskapaciteten.

Dagliga material som skalas ner till storleken på nanometrar (en miljon gånger mindre än en millimeter på en standardlinjal) av forskare på global nivå ses som framtiden för elektroniska enheter. De vetenskapliga och tekniska framstegen leder till ny teknik som energiproducerande kläder för att driva våra personliga prylar och sensorer för att övervaka vår hälsa och den omgivande miljön.

Under de kommande åren kommer detta att göra ett massivt bidrag till explosionen som är Internet of Things som förbinder allt från våra hem till våra bilar till en kommunikationsväv. Alla dessa nya tekniker kräver liknande framsteg i elektriska kretsar och särskilt elektriska kontakter som gör att enheterna kan fungera korrekt med el.

Professor Steve Wilks sa:"Nanoteknologi har levererat nya material och ny teknik och tillämpningarna av nanoteknik kommer att fortsätta att expandera under de kommande decennierna med mycket av dess användbarhet som härrör från effekter som uppstår i atom- eller nanoskala. Med tillkomsten av nanoteknik, ny teknik har framkommit, till exempel kemiska och biologiska sensorer, kvantberäkning, energi skörd, lasrar, och miljö- och fotondetektorer, men det finns ett stort behov av att utveckla nya tekniker för beredning av elektriska kontakter för att säkerställa att dessa enheter blir en vardaglig verklighet. "

"Traditionella metoder för att konstruera elektriska kontakter har tillämpats på nanomaterial men försummar ofta de nanoskalaeffekter som nanovetenskapliga har arbetat så hårt för att avslöja. För närvarande, det finns ingen designverktygslåda för att skapa elektriska kontakter av utvalda fastigheter till nanomaterial och i vissa avseenden ligger forskningen efter vår potentiella tillämpning av de förbättrade materialen. "

Swanseas forskargrupp använde specialiserad experimentell utrustning och samarbetade med professor Quentin Ramasse från SuperSTEM Laboratory, Science and Facilities Technology Council. Forskarna kunde fysiskt interagera med nanostrukturerna och mäta hur nanoskalaändringarna påverkade den elektriska prestandan.

Deras experiment hittades för första gången, att enkla förändringar av katalysatorkanten kan slå på eller stänga av den dominerande elektriska ledningen och viktigast av allt avslöja en kraftfull teknik som gör det möjligt för nanoingenjörer att välja egenskaperna hos tillverkbara nanotrådar.

Dr Lord sa:"Experimenten hade en enkel förutsättning men var utmanande att optimera och tillåta avbildning av gränssnitt i atomskala. Men Det var viktigt för denna studie och kommer att tillåta många fler material att undersökas på ett liknande sätt. "

"Denna forskning ger oss nu en förståelse för dessa nya effekter och kommer att tillåta ingenjörer i framtiden att på ett tillförlitligt sätt producera elektriska kontakter till dessa nanomaterial, vilket är viktigt för de material som ska användas i morgondagens teknik.

"Inom en snar framtid kan detta arbete bidra till att förbättra nuvarande nanotekniska enheter som biosensorer och också leda till ny teknik som Transient Electronics som är enheter som minskar och försvinner spårlöst vilket är en viktig egenskap när de används som diagnostiska verktyg inuti människokropp."