I ricercatori di ingegneria hanno sviluppato un processo di stampa 2D utilizzando metalli liquidi che, secondo loro, potrebbe creare nuovi modi per creare hardware informatico più avanzato ed efficiente dal punto di vista energetico prodotto su scala nanometrica.
Il dottor Mohammad Ghasemian. Credito immagine: Università di Sydney
Il processo avviene nel contesto della crescente domanda mondiale di dispositivi di memoria, che richiedono quantità significative di energia per essere prodotti e utilizzati.
“Ridurre la temperatura alla quale lo zirconio e l’afnio diventano liquidi è fondamentale per sviluppare dispositivi elettrici a basso costo poiché è necessaria molta meno energia”, ha affermato Il dottor Mohammad Ghasemianautore principale dello studio della Scuola di Ingegneria Chimica e Biomolecolare.
Sviluppato dagli ingegneri dell’Università di Sydney e pubblicato in Piccolo, i ricercatori hanno prima combinato stagno, zirconio e afnio in un rapporto preciso. Ciò ha consentito di fondere la lega al di sotto dei 500 gradi, molto al di sotto dei singoli punti di fusione dello zirconio (1855 gradi) e dell’afnio (2227 gradi).
La lega di metallo liquido ha un sottile strato di ossido o “crosta” pur mantenendo un centro liquido. Viene utilizzato per raccogliere nanofogli ultrasottili di ossido di stagno drogati con ossido di afnio e zirconio.
“Lo stagno è abbondante, a basso costo e può essere utilizzato su larga scala per la produzione di semiconduttori, transistor e chip di memoria critici”, ha affermato il dott. Ghasemian.
“Sebbene l’ossido di afnio e zirconio sia un noto materiale ferroelettrico utilizzato in applicazioni su scala nanometrica, come dispositivi di memoria e sensori, ottenere nanofogli utilizzando tecniche convenzionali è difficile e costoso”, ha affermato.
L’applicazione della lega stagno-zirconio-afnio ha permesso al team di raccogliere lo strato nanosottile di ossido di stagno drogato con ossido di zirconio di afnio attraverso l’esfoliazione – sollevandolo dalla sua superficie liquida – in modo che potesse poi essere stampato in 2D su un substrato come nanofogli ferroelettrici. Questi fogli sono progettati per costituire la base dell’hardware informatico di prossima generazione, dai semiconduttori ai chip di memoria.
“Pensalo come un marmo ricoperto di inchiostro”, ha detto il dottor Ghasemian. “La lega è come un solvente che ci permette di rimuovere quell’inchiostro e poi usarlo per la stampa. Il nostro processo ci consente di raccogliere questo prezioso strato di crosta e trasformarlo in fogli ultrasottili, che vengono poi utilizzati per produrre componenti elettronici”.
“Potrebbe essere una nuova fonte di materiali 2D funzionali che non sono accessibili con i metodi convenzionali. Questo processo ci consente di introdurre la ferroelettricità in ossidi metallici 2D molto più piccoli, consentendo lo sviluppo della nanoelettronica di prossima generazione a basse temperature”.
DICHIARAZIONE:
I ricercatori non dichiarano interessi esterni. La ricerca è stata finanziata dalla borsa di studio Laureate Fellowship dell’Australian Research Council (FL180100053), dall’ARC Center of Excellence FLEET (CE170100039) e dall’ARC Industrial Hub (IH210100025). Gli autori riconoscono inoltre le strutture, le risorse e l’assistenza di Microscopy Australia, UNSW, National Computational Infrastructure e Pawsey Supercomputing Research Center.
Fonte: Università di Sydney
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