Forskningen söker hela tiden efter lösningar som ska förbättra den teknik vi redan har. Snabbare processer, bättre kapacitet och mindre slöseri med energi. I den jakten kan det ibland hända att man trillar över problem som är svåra att komma runt. Det var vad som hände Valentine Dubois och hans kollegor på KTH.

Men istället för att försöka lösa problemet började de titta på hur de kunde använda problemet – de sprickor som uppstår i material med elektriskt ledningsförmåga.

– Det är väldigt, väldigt små sprickor. Bara någon nanometer breda. Vår metod går ut på att kontrollera sprickorna. Vi kan förutse när de kommer att uppstå och exakt förutspå deras karaktärsdrag, säger Valentine Dubois, forskare på KTH.

nanospricka
En nanospricka. Bild: KTH.


Forskare har tidigare tagit fram metoder för att få de här sprickorna att uppstå. Men det är inte alldeles lätt att göra det under kontrollerade former. Genom att skapa ett mönster runtomkring området som ska delas istället för på en exakt punkt kan processen göras lättare. Så fort vissa kriterier är uppfyllda uppstår sprickorna automatiskt.

Så hur kan detta då göra vår elektronik bättre?

– En spricka är i grund och botten ett material som delats i två delar så ett litet gap öppnas, och där finns luft. Det gapet kan användas för att studera grundläggande elektriska egenskaper. På en mindre abstrakt och mer tillämpbar nivå förutspår forskare att nanosprickor skulle kunna bidra till nästa generations elektronik. Det vill säga göra datorer och mobiler mer effektiva - detta genom snabbare processorer, lägre energiförbrukning och datorminnen med bättre kapacitet, säger han.

Läs också: Framtidens kärnkraft? Tyskland har byggt en fungerande fusionsreaktor

Med metoden kan de på förhand veta hur materialet kommer att bete sig och med matematiska beräkningar kan de bestämma hur breda sprickorna ska vara, från 100 nanometer ner till under fem nanometer.

Valentine Dubois säger att det läggs mycket resurser på att strukturera material på nanonivå, för att kunna göra våra elektriska prylar bättre och få plats med mer kapacitet på mindre yta. De komponenter som KTH-forskarna nu tittar på skulle kunna integreras i olika funktioner och sedan användas som logikkretsar eller som minnen i datorer.

Ett annat område där metoden kan bli användbar är inom DNA-sekvensering, processen som blanda annat används för att identifiera ärftliga sjukdomar. En process som i dag både är kostsam och tidsödande. Förhoppningar finns att ta fram metoder som kan få ner den tiden till max ett par timmar och till en kostnad av ett par hundra kronor.

– Vår metod gör att vi kan får in miljoner av de här nanosprickor på ett chipp som inte är större än någon kvadratcentimeter. Vilket skulle kunna göra att man kan göra fler sekvenseringar parallellt, säger han.

Läs också: 168-kärnigt superchipp från MIT ska göra robotar och telefoner smartare

Andra tänkbara användingsområden är också kläder med inbyggd elektronik. Men hans forskning hade lika gärna kunnat gå åt något annat håll.

– Jag snubblade verkligen över det här. Jag såg något negativt, när jag gjorde en annan komponent, och såg att det tunna lagret sprack. Då tänkte jag: kanske kan jag använda detta på något sätt. Det är också vårt jobb som forskare, att identifiera problem och finna lösningar på dessa som kan komma till användning, säger han