Che cos'è un nanofilo?
Un nanofilo è una struttura di collegamento che ha un diametro di 10-9 metri ( 10-11 piedi), estremamente piccolo. Conosciuti anche come fili quantici, questi connettori sono usati per collegare piccoli componenti insieme in circuiti molto piccoli. Queste strutture non sono più larghe di un decimo di nanometro. Non ci sono restrizioni su quanto possono crescere, ma non possono crescere più di qualche nanometro in altezza.
Esistono quattro diversi tipi di nanofili: metallici, semiconduttori, isolanti e molecolari. I nanofili metallici sono realizzati in nichel, platino o oro. Mentre i fili semiconduttori sono costituiti da silicio, fosfuro di indio o nitruro di gallio e gli isolanti sono realizzati in biossido di silicio o biossido di titanio. Per creare un nanofilo molecolare, il processo prevede la ripetizione di unità molecolari organiche o inorganiche in un formato particolare.
I nanofili sono sperimentali e non sono disponibili in applicazioni commerciali o industriali. La conduttività e le dimensioni ridotte li rendono ideali per futuri processori e connettori per computer. Sono in corso ricerche per utilizzare nanofili e tecnologia correlata per l'uso di lunghezze d'onda balistiche di un fotone. Questa tecnologia è un trampolino di lancio necessario per la creazione di computer molecolare. La capacità di trasmettere elettroni attraverso questi connettori e di programmare un processo logico è fondamentale per il prossimo stadio di sviluppo.
Esistono diverse tecniche disponibili per creare un nanofilo, ma la tecnica più affidabile è chiamata metodo di sintesi Vapor-Liquido-Solido (VLS). In questo metodo, particelle speciali o un gas come il silano vengono utilizzate per creare un ambiente a supporto della crescita di un nanofilo. Questo materiale viene quindi esposto al nanocluster d'oro, che crea strutture di nanofili cristallini.
Solo quando il materiale sorgente sovrasta la struttura cresce un nanocluster. La lunghezza relativa del prodotto è controllata attraverso la gestione della lunghezza dell'esposizione alla fonte. Più esposizione si traduce in una struttura più lunga. I nanofili inorganici, che sono visti alternativamente come polimeri a grappolo, sono sintetizzati in una reazione in fase vapore a fase singola a temperatura elevata.
Un nanofilo può anche essere realizzato usando un approccio top-down o bottom-up. Nell'approccio dall'alto verso il basso, un blocco del materiale solido di cui saranno realizzati i nanofili è scolpito per produrre il filo della giusta dimensione. L'approccio dal basso verso l'alto è più un processo di assemblaggio, in cui il nanofilo viene costruito aggiungendo i materiali di base al filo man mano che cresce.
Gli scienziati di tutto il mondo stanno lavorando a un metodo più rapido ed efficiente per creare un nanofilo. L'uso del nanofilo in un transistor è un metodo ideale per produrre componenti a microprocessore più piccoli e più veloci per l'industria informatica ed elettronica. Sebbene i transistor a nanofili funzionino meglio degli attuali transistor, gli alti costi richiesti per crearli rappresentano una barriera per una produzione più ampia.