Cele mai subțiri pelicule de cupru par plate, dar nu sunt

La fel ca suprafața unei planete extraterestre, foile subțiri de cupru prezintă o topografie complexă de creste și văi. Aceste ondulații nevăzute până acum pot provoca probleme pentru gadgeturile electronice: suprafața în zig-zag ar putea contribui la rezistența electrică a firelor de cupru în miniatură care șerpuiesc prin cipurile computerelor.

Folosind un microscop cu tunel de scanare, oamenii de știință au observat vârfuri și adâncituri la scară nanometrică pe o foaie de cupru, cu unghiuri de câteva grade, raportează cercetătorii în 28 iulie. Ştiinţă. „Când am văzut asta, am fost absolut șocați”, spune cercetătorul în materiale John Boland de la Trinity College Dublin. Înțelepciunea convențională a fost că cuprul va fi în mare parte plat.

Cuprul și alte metale sunt un conglomerat de bucăți mai mici, cunoscute sub numele de boabe. În cadrul fiecărui bob, atomii sunt ordonați, dar la granițele granulelor, modelul este perturbat. La tipul de cupru studiat de cercetători, cuprul nanocristalin, boabele sunt deosebit de mici; fiecare are aproximativ 1 milion de atomi. Boland și colegii săi au arătat pentru prima dată că, în filmele de cupru nanocristalin grosime de doar zeci de nanometri, vârfurile și adânciturile apar acolo unde se întâlnesc boabele nealiniate.

„Aceasta este o observație complet nouă”, spune cercetătorul în materiale Peter Nellist de la Universitatea din Oxford, care nu a fost implicat în studiu. Metalele care au aceeași structură cristalină ca și cuprul ar putea prezenta un comportament similar, spune el.

Suprafața ondulată a cuprului ar putea crește rezistența electrică a nanofirelor fabricate din metal. Electronii care călătoresc prin material ar trebui să-și schimbe direcția pentru a naviga peisajul, împiedicându-și progresul. Într-un dispozitiv electronic, rezistența suplimentară poate genera căldură sau consuma energia bateriei mai repede.

„Acum că știm că se întâmplă, ne putem gândi cum îl putem controla”, spune Boland. De exemplu, oamenii de știință ar putea să adauge un alt material la firele de cupru, cum ar fi aluminiul, care ar putea schimba modul în care marginile granulelor se întâlnesc și ar putea împiedica metalul să se încline în sus. Sau, oamenii de știință ar putea atașa cuprul pe un material rigid de care metalul se leagă foarte puternic. Acest lucru ar putea ajuta la menținerea cuprului plat, degajând calea pentru ca electronii să curgă mai ușor.