Nærmere nanoelektronikk?

Det er velkjent at nanoteknologi åpner muligheter for mindre komponenter, lavere energiforbruk og mer prosesseringskraft. Men mange av de mest lovende fremgangsmåtene er ikke kompatible med hverandre, slik at det er vanskelig å kombinere flere komponenter for å lage et nettverk.

– Å utnytte kvantefenomener krever for eksempel ekstrem presisjon for å få det rette forholdet mellom ulike stoffer i materialet, mens du må endre den kjemiske strukturen i materialet om du vil skape kunstige synapser, eller overganger, for å simulere egenskapene til nervebaner som vi kjenner dem fra biologien, forklarer professor Dennis Meier ved Institutt for materialteknologi.

Gjennom et internasjonalt samarbeid har man klart å komme frem til en ny fremgangsmåte, som baserer seg på å utnytte gjemte ufullkommenheter på atomnivå, såkalte anti-Frenkel-defekter. Man har klart å gjenskape slike defekter, og kunnet endre ledningsevnen i et isolerende materiale slik at den ble en leder.

Ifølge forskerteamet kan anti-Frenkel-defektene utnyttes slik at endringer i ledningsevnen ikke påvirker selve strukturen i materialet og endrer andre egenskaper ved det, slik som for eksempel magnetisme.

– Da er det mulig å designe multifunksjonelle enheter i det samme materialet. Det er et stort skritt mot ny teknologi i nanoskala, sier Meier.

Det skal også være mulig å endre/viske ut komponentene i materialet senere. Det åpner for at elektronikkprodukter lettere kan oppgraderes, i stedet for å bli utdatert og/eller kastet.

Nå planlegger gruppen å gjøre forsøk med kombinasjoner av ulike komponenter, noe som skal utføres av FACET-gruppen ved Institutt for materialteknologi. Prosjektet er finansiert av Det europeiske forsøksrådet gjennom et ERC Concolidator Grant som Meier mottok i fjor, samt Center for Quantum Spintronics (QuSpin).

 (Ref. Donald M. Evans mfl.: Conductivity control via minimally invasive anti-Frenkel defects in a functional oxide. Nature Materials, 2020. Forskning.no)