El fenómeno que forma patrones de interferencia en pantallas de televisión cuando una cámara enfoca un patrón como una persona que usa rayas ha inspirado una nueva forma de conceptualizar los dispositivos electrónicos. Investigadores de la Universidad de Illinois están mostrando cómo la versión a escala atómica de este fenómenopuede guardar los secretos para ayudar a avanzar el diseño electrónico a los límites de tamaño y velocidad.
En su nuevo estudio, el profesor de ciencias mecánicas e ingeniería Harley Johnson, sus coautores reformularon un detalle previamente visto como un defecto en el diseño de nanomateriales a un concepto que podría cambiar la forma en que los ingenieros diseñan la electrónica. El equipo, que también incluye ciencia mecánica yel estudiante graduado de ingeniería Brian McGuigan y los colaboradores franceses Pascal Pochet y Johann Coraux, publicaron sus hallazgos en la revista Materiales aplicados hoy .
En las pantallas de visualización, los patrones de muaré se producen cuando la pixelación se encuentra casi a la misma escala que un patrón fotografiado, dijo Johnson, o cuando se colocan dos capas delgadas de un material con una estructura periódica, como telas transparentes y pantallas de ventanas.el uno del otro ligeramente torcido.
A escala macro, los moires son fenómenos ópticos que no forman objetos tangibles. Sin embargo, cuando estos patrones se producen a nivel atómico, los arreglos de electrones se bloquean en su lugar mediante fuerzas atómicas para formar cables a nanoescala capaces de transmitir electricidad, los investigadoresdijo.
"Los materiales bidimensionales, películas delgadas diseñadas para ser de un solo átomo de espesor, crean patrones de muaré cuando se apilan uno encima del otro y están sesgados, estirados, comprimidos o retorcidos", dijo Johnson. "El muaré emerge comolos átomos forman áreas lineales de alta densidad electrónica. Las líneas resultantes crean lo que es esencialmente un cable extremadamente delgado ".
Durante décadas, los físicos observaron imágenes de microscopios de disposiciones atómicas de películas delgadas en 2-D y las reconocieron como conjuntos periódicos de pequeños defectos conocidos como dislocaciones, pero el grupo de Johnson es el primero en notar que estos también son patrones de muaré comunes.
"Un patrón de muaré es simplemente un conjunto de dislocaciones, y un conjunto de dislocaciones es un patrón de muaré, va en ambos sentidos", dijo Johnson. Esta comprensión abrió la puerta a lo que el grupo de Johnson se refiere como ingeniería de muaré - quépodría conducir a una nueva forma de fabricar la electrónica más pequeña, ligera y rápida.
Al manipular la orientación de las capas apiladas de películas delgadas en 2-D como el grafeno, se pueden ensamblar alambres de espesor de un solo átomo, construyendo la base para escribir nanocircuito. Un alambre de espesor de un solo átomo es el límite de la delgadez.el cable, los electrones más rápidos pueden viajar, lo que significa que esta tecnología tiene el potencial de producir los cables y circuitos de transmisión más rápidos posibles, dijeron los investigadores.
"Siempre existe la cuestión de cómo conectarse a un circuito tan pequeño", dijo Johnson. "Todavía queda mucho trabajo por hacer para encontrar formas de unir materiales 2D de una manera que pueda producir undispositivo."
Mientras tanto, el grupo de Johnson se está enfocando en los tipos de dispositivos que se pueden hacer usando la ingeniería de muaré.
"Poder diseñar el patrón de muaré en sí mismo es un camino hacia nuevos dispositivos livianos y menos intrusivos que podrían tener aplicaciones en las industrias biomédica y espacial", dijo. "Las posibilidades están limitadas solo por la imaginación de los ingenieros".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Original escrito por Lois Yoksoulian. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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