匹兹堡大学的研究人员设计了一种方法，可以使用原子力显微镜（AFM）绘画，擦除和修改小于4 nm的导线和直径为2 nm的点，该方法与古老而又流行的素描刻蚀有几分相似。AFM所画的线位于厚度为1.2 nm的镧铝氧化物绝缘层上，该氧化层位于钛锶氧化物衬底上。
Jeremy Levy是匹兹堡大学物理和天文学教授，他与同伴采用氧化物材料是因为该材料的特性由原子级所决定，并且与半导体材料特性相似。Levy表示：“他们采用相对较厚的钛锶氧化物作为衬底，在其上生长很薄的（约为1.2 nm）镧铝氧化层”。在两种绝缘材料或者宽带隙半导体的界面，可能获得金属或者导体的特性。Levy表示：“最新的研究发现，在导电和绝缘两种状态之间可以进行可逆的转换；该结论成为我们研究工作的基本出发点。我们现在要做的就是证明界面可以在局部区域进行绝缘和金属两种状态之间的转换，这对于很多应用都有着重要的意义”。
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使用与素描刻蚀类似的AFM工艺，研究人员可以对纳米尺度的导线和点进行写，擦除和重写操作。（来源：匹兹堡大学） |
研究小组着眼于最简单的图形：主要是线和点——1维和0维的图形。他们可以
画出宽度为3.3 nm的导线，并将其擦除，证明该工艺的可逆性。Levy表示：“这些导线还展现出了很强的场效应。通过使用导电探针在线上施加电压，可以缓慢地消除其导电性。这在某种程度上与场效应晶体管类似，区别在于其是暂时性的；这样，我们可以通过施加电压对电导进行调制，并且当探针移开后，这些线还可以保持原有的状态。这种非挥发性为其应用提供了极大的灵活性。” Levi和他的同事能够制造出构成晶体管最基本组成部分和尺寸接近1 nm的隔离岛，这些都可以用于超高密度存储器方面的应用。
目前，研究人员正关注于理论的验证，使用很尖的探针在上表面和下界面间施加电压，所产生的强场可以去除界面的氧原子，防止材料被氧化。Levy表示：“理论上讲，如果将一部分氧原子去除，会改变绝缘和金属态的界面，我们还无法证明是否可以真正将氧消除，因此，我们仍然需要进一步的试验来正确查明界面所发生的改变。然而，我们认为氧原子的消除是导致界面发生变化的可能原因，如果可以引入氧或者其它原子，这个过程将可以逆向进行。大部分表面含有分子氧或者OH基团，这有可能来自界面所吸收的水。”
该理论一旦被证实，将使逻辑与存储集成在一起成为可能。目前，可以使用磁存储或者闪存存储器，但是这些都有异于硅基计算框架。如果既可以将这两种功能集成到同一种材料之上，又能够超越硅器件持续进行等比例缩小，将很可能进入一个崭新的时代，等比例缩小到单个电子都可以起到重要作用。Levy表示：“事实上，电荷用电子电量进行量子化后，将诞生一些有益的效应和器件，例如：单电子晶体管，然而，这些效应和器件通常只工作于极低的温度，约为1 K。因此，剩下的工作就要看我们能否制造出可以在常温下工作的器件。”如果成功制造出这样的器件，将很可能使用单电子来存储信息。由于对变化异常敏感，还可以通过单电子晶体管构成极端敏感的传感器，来测量微量的电荷。这对于生物医学方面的应用是无法衡量的。
Levy表示：“另一方面，界面磁效应也相继被报道；然而，到目前为止，这些效应都只出现在极低温度下。也许在更高温度下也会出现这样的效应，但是这些还都有待进一步地确认。超导电性是该界面的另一特性，但是，同样也只能工作于低温状态。”
当前，尽管这些初步研究结果蕴藏着极大的潜力，匹兹堡大学的研究人员却为科研经费的不足所束缚，无法展开大规模的研究。