Um passo fundamental para desbloquear o potencial para produtos mais verdes, mais rápido, circuitos eletrônicos menores foram usados ​​recentemente por um grupo de pesquisadores liderados pelo físico da UAlberta, Robert Wolkow.

A equipe de pesquisa encontrou uma maneira de excluir e substituir átomos fora do lugar que vinham impedindo o funcionamento de novos designs de circuitos revolucionários. Isso desencadeia um novo tipo de chips de silício para uso em produtos eletrônicos comuns, como nossos telefones e computadores.

"Pela primeira vez, podemos liberar as poderosas propriedades inerentes à escala atômica, "explicou Wolkow, observando que erros de impressão em chips de silício são inevitáveis ​​ao trabalhar em escala atômica. "Estávamos fazendo coisas que estavam quase perfeitas, mas não exatamente lá. Agora que temos a capacidade de fazer correções, podemos garantir padrões perfeitos, e isso faz os circuitos funcionarem. É essa nova capacidade de editar em escala atômica que faz toda a diferença. "

Pense em um erro de digitação e na capacidade de voltar, apagar e digitar novamente com perfeição. Agora imagine que o branco seja, na verdade, átomos de hidrogênio simples, permitindo um nível de precisão anteriormente inatingível.

"Podemos apagar com precisão quaisquer erros e reimprimir esse átomo no lugar correto. Não é nem mesmo um compromisso como o branco, onde você tem uma camada pegajosa ou recorte. É realmente perfeito, "disse Wolkow, que trabalhou com colegas cientistas da Universidade de Alberta, o Conselho Nacional de Pesquisa, e Quantum Silicon Inc.

Os cientistas viram muitos indícios de que o circuito atômico estava ao alcance. Contudo, a precisão necessária antes era possível apenas para materiais simples que precisavam ser mantidos em temperaturas ultrabaixas, impraticável para aplicações cotidianas exigidas em computadores e dispositivos digitais pessoais. Wolkow e sua equipe descobriram métodos e materiais para garantir a estabilidade à temperatura ambiente, desafios que ele e outros cientistas de todo o mundo vêm trabalhando há décadas para superar.

Os alunos de graduação de Wolkow, Roshan Achal e Taleana Huff, juntamente com o pós-doutorando Moe Rashidi, mostraram que podem superar esses obstáculos com uma abordagem modificada para os mesmos chips de silício que são usados ​​nos circuitos atuais. Embora eles já tivessem melhorado a precisão da impressão atômica de silício, erros na forma de átomos mal colocados sempre ocorreram no nível de um por cento. Embora os erros de posicionamento fossem pequenos - cerca de um terço de nanômetro - eles eram grandes o suficiente para atrapalhar a operação do circuito.

Os alunos criaram um procedimento confiável para pegar átomos de hidrogênio individuais com sua sonda atomicamente afiada e substituir um ou mais átomos de hidrogênio para apagar perfeitamente as impressões atômicas erradas.

Com sua nova descoberta, muitos desafios restantes para os circuitos atômicos de ultra-baixa potência também foram apagados. Wolkow, Achal, e a descoberta de Huff foi capturada no artigo acadêmico "Atomic Whiteout, "aparecendo na revista científica ACS Nano .