Los circuitos integrados ultrapequeños han revolucionado los teléfonos móviles, electrodomésticos, automóviles y otras tecnologías cotidianas. Para miniaturizar aún más la electrónica y habilitar funciones avanzadas, los circuitos deben fabricarse de manera confiable en tres dimensiones. Lograr un control de forma 3D ultrafino grabando en silicio es difícil porqueincluso el daño a escala atómica reduce el rendimiento del dispositivo. Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara NAIST informan, en un nuevo estudio visto en Crecimiento y diseño de cristales , silicio grabado para adoptar la forma de pirámides atómicamente lisas. Recubrir estas pirámides de silicio con una fina capa de hierro imparte propiedades magnéticas que hasta ahora eran solo teóricas
El investigador de NAIST y autor principal del estudio Ken Hattori tiene una amplia publicación en el campo de la nanotecnología controlada atómicamente. Un enfoque de la investigación de Hattori es mejorar la funcionalidad de la tecnología basada en silicio.
"El silicio es el caballo de batalla de la electrónica moderna porque puede actuar como un semiconductor o un aislante, y es un elemento abundante. Sin embargo, los futuros avances tecnológicos requieren una fabricación de dispositivos atómicamente fluida en tres dimensiones", dice Hattori.
Se necesita una combinación de grabado en seco estándar y grabado químico para fabricar matrices de nanoestructuras de silicio en forma de pirámide. Hasta ahora, las superficies atómicamente lisas han sido extremadamente difíciles de preparar.
"Nuestra matriz ordenada de pirámides de silicio isósceles eran todas del mismo tamaño y tenían planos facetarios planos. Confirmamos estos hallazgos mediante patrones de difracción de electrones de baja energía y microscopía electrónica", explica el autor principal del estudio Aydar Irmikimov.
Se depositó una capa ultrafina de hierro de 30 nanómetros sobre el silicio para impartir propiedades magnéticas inusuales. La orientación a nivel atómico de las pirámides definió la orientación y, por lo tanto, las propiedades del hierro superpuesto.
"El crecimiento epitaxial del hierro permitió la anisotropía de la forma de la nanofilm. La curva de magnetización en función del campo magnético tenía forma rectangular pero con puntos de ruptura causados por el movimiento asimétrico del vórtice magnético unido al vértice de la pirámide".explica Hattori.
Los investigadores encontraron que la curva no tenía puntos de ruptura en experimentos análogos realizados en silicio planar recubierto de hierro. Otros investigadores han predicho teóricamente la curva anómala para formas piramidales, pero los investigadores del NAIST son los primeros en mostrarla en una nanoestructura real..
"Nuestra tecnología permitirá la fabricación de una matriz magnética circular simplemente ajustando la forma del sustrato", dice Irmikimov. Integración en tecnologías avanzadas como la espintrónica, que codifica la información mediante el espín, en lugar de la carga eléctrica, de un electrón.- acelerará considerablemente la funcionalidad de la electrónica 3D.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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