Un nanofilo è una struttura di collegamento che ha un diametro di 10-9 metri (10-11) piedi), che è estremamente piccola. Conosciuti anche come cavi quantistici, questi connettori vengono utilizzati per collegare piccoli componenti insieme in circuiti molto piccoli. Queste strutture non sono più grandi di un decimo di nanometro di larghezza. Non ci sono restrizioni su quanto possono crescere in larghezza, ma non possono crescere più di pochi nanometri di altezza.
Esistono quattro diversi tipi di nanofili: metallici, semiconduttori, isolanti e molecolari. I nanofili metallici sono realizzati in nichel, platino o oro. Mentre i fili semiconduttori sono costituiti da silicio, fosfuro di indio o nitruro di gallio e gli isolanti sono costituiti da biossido di silicio o biossido di titanio. Per creare un nanofilo molecolare, il processo prevede la ripetizione di unità molecolari organiche o inorganiche in un formato particolare.
I nanofili sono sperimentali e non sono disponibili in applicazioni commerciali o industriali. La conduttività e le dimensioni ridotte li rendono ideali per futuri processori e connettori per computer. Sono in corso ricerche per utilizzare nanofili e tecnologia correlata per utilizzare lunghezze d’onda balistiche di un fotone. Questa tecnologia è un necessario trampolino di lancio per la creazione di computer molecolari. La capacità di trasmettere elettroni attraverso questi connettori e di programmare un processo logico è fondamentale per la fase successiva dello sviluppo.
Esistono diverse tecniche disponibili per creare un nanofilo, ma la tecnica più affidabile è chiamata metodo di sintesi Vapor-Liquid-Solid (VLS). In questo metodo, vengono utilizzate particelle speciali o un gas come il silano per creare un ambiente per supportare la crescita di un nanofilo. Questo materiale viene quindi esposto al nanocluster d’oro, che crea strutture di nanofili cristalline.
Solo quando il materiale di partenza sovrasatura la struttura cresce un nanocluster. La lunghezza relativa del prodotto è controllata attraverso la gestione della durata dell’esposizione alla sorgente. Una maggiore esposizione si traduce in una struttura più lunga. I nanofili inorganici, che sono alternativamente visti come polimeri a grappolo, sono sintetizzati in una reazione in fase vapore a una temperatura elevata.
Un nanofilo può anche essere realizzato utilizzando un approccio dall’alto verso il basso o dal basso verso l’alto. Nell’approccio dall’alto verso il basso, un blocco del materiale solido di cui saranno fatti i nanofili viene intagliato per produrre il filo della giusta dimensione. L’approccio dal basso verso l’alto è più un processo di assemblaggio, in cui il nanofilo viene costruito aggiungendo i materiali di base al filo man mano che cresce.
Scienziati di tutto il mondo stanno lavorando a un metodo più rapido ed efficiente per creare un nanofilo. L’uso di nanofili in un transistor è un metodo ideale per produrre componenti di microprocessori più piccoli e più veloci per l’industria informatica e elettronica. Sebbene i transistor a nanocavi funzionino meglio degli attuali transistor, i costi elevati necessari per crearli rappresentano una barriera per una produzione più ampia.