毕竟，底部可能还有更多空间。
1959年，物理学家理查德·费曼在美国物理学会的一次会议上发表了著名的演讲，题为“底部还有很大的空间”。 这是一项推动微型化边界的邀请，是对纳米技术的号召，许多物理学家都非常有效地响应了这一号召。 但自他提出挑战50多年后（pdf），研究人员已经开始遇到一些可能减缓设备不断微型化进程的障碍。 也许在不久的将来，这些障碍可能会威胁到摩尔定律，该定律描述了半导体行业数十年来在更小、更快、更便宜的电路方面稳步发展。
一个问题是，当导线缩小到只有纳米级直径时，它们的电阻率往往会增加，从而限制了它们作为电流载体的用途。 现在，一个研究团队已经表明，通过将硅中的单个原子串联起来，有可能制造出在可想象的最小尺度上具有低电阻率的纳米线。
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来自澳大利亚新南威尔士大学 (U.N.S.W.) 和墨尔本大学以及印第安纳州普渡大学的研究小组用磷原子链构建了他们的导线。 这些导线，在1月6日出版的《科学》杂志上描述，宽度小至四个原子（约1.5纳米），高度为一个原子。 每根导线都是通过使用显微技术以光刻方式在硅样品上写入线条，然后在该线条上沉积磷来制备的。 通过将磷原子紧密堆积并将纳米线包裹在硅中，研究人员能够在不牺牲导电性的情况下缩小尺寸，至少在低温下是这样。
U.N.S.W. 物理学家兼研究合著者米歇尔·西蒙斯说：“人们通常发现，在低于约10纳米时，这些[硅]导线中的电阻率呈指数级增长。” 但这似乎不是新导线的问题。 “当我们改变导线的宽度时，电阻率保持不变，”她说。
磷通常被引入硅中，因为每个磷原子都会向硅晶体提供一个电子，从而促进导电，甚至可以作为量子计算方案中的比特。 但是，这些传导电子很容易被剥夺职责，尤其是在微小的导线中，导线的暴露表面与其体积相比很大。 通过将纳米线完全包裹在硅中，西蒙斯和她的同事们使传导电子更能抵抗外部影响。 西蒙斯说：“这使导线远离表面和其他界面。” “这使电子保持导电状态，而不会被其他界面缠住。”
德国哈勒马克斯·普朗克微观结构物理研究所的研究员沃尔克·施密特说，在如此细小的导线中演示电传输“是一项了不起的成就”。 “并且能够通过这种理论上与微电子兼容的方法制造出如此尺寸的金属导线，对于硅基电子产品来说可能是一条潜在的有趣途径。”
研究人员表示，这些导线的载流能力与铜相当，这表明该技术可能有助于微芯片随着时间的推移继续稳定缩小尺寸。 坦佩亚利桑那州立大学的电气工程师大卫·费里在《科学》杂志上对这项研究的评论中写道，这项新发现甚至可能延长摩尔定律的寿命。
但不要期望在您下次购买的小工具中找到原子级纳米线。 该技术仍处于早期阶段，导线形成需要使用扫描隧道显微镜进行原子级光刻。 西蒙斯说：“目前，它还不是一种与工业兼容的工具。”