پژوهشگران مادهای ساختهاند که برخلاف رفتار معمول فلزات رسانا، هرچه ابعاد آن کوچکتر میشود، رسانایی الکتریکیاش بهتر میشود. این ماده که از ترکیب کبالت و سیلیسیم با نام CoSi ساخته شده، میتواند به گزینهای برای جایگزینی مس در اتصالات بسیار کوچک تراشهها تبدیل شود؛ جایی که کوچک شدن ابعاد سیمهای مسی معمولاً باعث افزایش مقاومت الکتریکی میشود.
در اتصالات مسی، هرچه سیمها باریکتر میشوند، الکترونها بیشتر با سطح سیم برخورد میکنند و مقاومت افزایش پیدا میکند. اما پژوهشگران در آزمایش روی نانولایههای تکبلوری CoSi دریافتند که با کاهش ضخامت این ماده از حدود یک میکرومتر به تنها ۲۰ نانومتر، مقاومت الکتریکی آن تقریباً ۱۰ برابر کاهش پیدا میکند. در این ابعاد، مقاومت یک لایه CoSi در دمای اتاق حتی از یک اتصال مسی هماندازه کمتر است. ظرفیت تحمل جریان این ماده نیز حدود ۱۰۰ برابر بیشتر از اتصالات مسی گزارش شده است.
این رفتار غیرمعمول به ویژگیهای کوانتومی CoSi در مقیاس نانو مربوط میشود. با کوچک شدن ماده، مسیرهای بسیار رسانایی در سطح آن شکل میگیرند که پراکندگی الکترونها را کاهش میدهند. در نتیجه، برخلاف مس که کوچکتر شدن اتصالاتش میتواند عملکرد الکتریکی را بدتر کند، CoSi در ابعاد نانومتری عملکرد بهتری از خود نشان میدهد.
پژوهشگران برای بررسی امکان استفاده عملی از این ماده، آن را در دو آزمایش متفاوت آزمایش کردند. در آزمایش نخست، یک اتصال CoSi توانست سیگنالهای فرکانس رادیویی را با اتلاف اندک تا فرکانس ۴۰ گیگاهرتز منتقل کند. در آزمایش دوم نیز بخشی از اتصالات فلزی یک مدار سیلیکونی مبتنی بر فناوری CMOS با نانولایه CoSi جایگزین شد. مدار حلقهای ساختهشده با این اتصال توانست با همان فرکانس قبلی کار کند و تغییر مقاومت کلی اتصال ناچیز بود.
آزمایشهای دوام نیز نتایج قابلتوجهی داشتند. CoSi توانست در برابر چگالیهای بالای جریان پایدار بماند و در دمای حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲۰۰ ساعت بدون از دست دادن پایداری مورد انتظار باقی بماند. پژو