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电子缩小到纳米级,还会像黄金一样好天天狼影院吗?

纳米技术 2022-03-16 23:58:07

作者安德鲁·迈尔斯,斯坦福大学 斯坦福大学的温迪·顾说,在纳米尺度上,黄金仍然表现得像固体

荣誉:恩普拉什/亚伦·穆尼奥斯 在计算机芯片的深处,由黄金和其他导电金属制成的微小导线承载着用于处理数据的电能

但是随着这些相互连接的电路缩小到纳米尺度,工程师们担心压力,比如电流流过这些导线时由热膨胀引起的压力,可能会导致金的行为更像液体而不是固体,从而使纳米电子学变得不可靠

这反过来会迫使芯片设计者寻找制造这些关键线路的新材料

但是根据《物理评论快报》的一篇新论文,芯片设计者可以高枕无忧

斯坦福大学的机械工程师温迪·顾(Wendy Gu)说:“在这些小尺度下,黄金仍然表现得像固体一样。”她领导的团队发现了如何对只有4纳米长的黄金粒子(迄今为止测量到的最小粒子)加压,以评估电流是否可能导致金属的原子结构崩溃

为了进行这项实验,顾的团队首先必须设计出一种方法,将微小的金粒子置于极端压力下,同时测量这种压力对金原子结构的破坏程度

为了解决第一个问题,他们转向高压物理领域,借用了一种被称为金刚石砧座的装置

顾名思义,锤子和铁砧都是用来压制黄金的钻石

顾解释说,纳米金颗粒就像摩天大楼一样,由原子组成整齐的行列晶格

她知道来自铁砧的压力会将一些原子从晶体中驱逐出去,并在金中产生微小的缺陷

下一个挑战是检测纳米金的这些缺陷

科学家通过钻石将x光照射到黄金上

晶体中的缺陷导致x光反射的角度不同于未压缩的黄金

通过测量施加压力前后x光从粒子上反弹的角度变化,研究小组能够判断当压力升高时,粒子是保持变形还是恢复到原始状态

“压力消除后,缺陷依然存在,这告诉我们,即使在这种规模下,黄金也像固体一样,”顾说

实际上,她的发现意味着芯片制造商可以肯定地知道,他们将能够在未来几年使用黄金——一种他们已经知道并信任了几十年的材料——来设计稳定的纳米器件

“在可预见的未来,黄金的光泽不会褪色,”顾说

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