Forskning av forskare vid Swansea University har visat att förbättringar av nanotrådsstrukturer kommer att möjliggöra tillverkning av mer stabil och hållbar nanoteknik för användning i halvledarenheter i framtiden.

Dr Alex Lord och professor Steve Wilks från Center for NanoHealth ledde den samarbetsforskning som publicerades i Nanobokstäver . Forskargruppen definierade gränserna för elektrisk kontaktteknologi till nanotrådar i atomskala med världsledande instrumentering och globala samarbeten som kan användas för att utveckla förbättrade enheter baserade på nanomaterialen. Väldefinierad, Stabila och förutsägbara elektriska kontakter är väsentliga för alla elektriska kretsar och elektroniska enheter eftersom de styr flödet av elektricitet som är grundläggande för operativ förmåga.

Deras experiment hittade för första gången, att atomära förändringar av metallkatalysatorpartikelkanten helt kan förändra elektrisk ledning och framför allt avslöja fysiska bevis på effekterna av ett långvarigt problem för elektriska kontakter som kallas barriärinhomogenitet. Studien avslöjade de elektriska och fysiska gränserna för materialen som gör det möjligt för nanoingenjörer att välja egenskaperna hos tillverkningsbara nanotrådsenheter.

Dr Herre, nyligen utnämnd till Senior Sêr Cymru II Fellow som delfinansieras av Europeiska regionala utvecklingsfonden genom den walesiska regeringen, sade:"Experimenten hade en enkel förutsättning men var utmanande att optimera och tillåta avbildning av gränssnitt i atomskala. Men det var väsentligt för denna studie och kommer att tillåta många fler material att undersökas på liknande sätt.

"Denna forskning ger oss nu en förståelse för dessa nya effekter och kommer att göra det möjligt för 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.

"De nya koncepten som visas här ger intressanta möjligheter för överbryggade nanotrådsenheter som transientelektronik och reaktiva kretsbrytare som reagerar på förändringar i elektriska signaler eller miljöfaktorer och ger omedelbara reaktioner på elektrisk överbelastning."

Swanseas forskargrupp använde specialistexperimentell utrustning vid Center for NanoHealth och samarbetade med professor Quentin Ramasse från SuperSTEM Laboratory, Science and Facilities Technology Council1-3 och Dr Frances Ross från IBM Thomas J. Watson Research Center, USA.3 Forskarna kunde fysiskt interagera med nanostrukturerna och mäta hur atomära förändringar i materialen påverkade den elektriska prestandan.

Dr Frances Ross, IBM, USA, lade till:""Denna forskning visar vikten av globalt samarbete, särskilt genom att tillåta unik instrumentering att användas för att få grundläggande resultat som gör det möjligt för nanovetenskap att leverera nästa generations teknologi."

Nanoteknik är forskarnas nedskalning av vardagsmaterial till storleken av nanometer (en miljon gånger mindre än en millimeter på en vanlig linjal) och ses som framtiden för elektroniska enheter. Framsteg inom vetenskapliga och tekniska framsteg resulterar i ny teknik som datorkomponenter för smarta enheter och sensorer för att övervaka vår hälsa och den omgivande miljön.

Nanoteknik har ett stort inflytande på Internet of Things som förbinder allt från våra hem till våra bilar till ett kommunikationsnät. Alla dessa nya teknologier kräver liknande framsteg inom elektriska kretsar och speciellt elektriska kontakter som gör att enheterna fungerar korrekt med elektricitet.