Nuevo r¨¦cord de nanoestructuras en condiciones ambientales

Un equipo de investigadores espa?oles acaba de batir un nuevo r¨¦cord en la carrera para construir estructuras cada vez m¨¢s peque?as, que a su vez conducen a dispositivos electr¨®nicos cada vez m¨¢s diminutos. El grupo, liderado por Ricardo Garc¨ªa, del Instituto de Microelectr¨®nica de Madrid (CSIC), ha construido l¨ªneas y puntos de dos nan¨®metros de di¨¢metro -un nan¨®metro es una millon¨¦sima de mil¨ªmetro- que se repiten cada seis nan¨®metros, grabados sobre superficies de silicio. Pero lo peculiar es que est¨¢n hechas a temperatura y presi¨®n ambientales, lo que aumenta el inter¨¦s potencial de esta t¨¦cnica para la industria. "Son las estructuras m¨¢s peque?as que hayan sido fabricadas a condiciones ambientales, mediante un proceso altamente reproducible y escalable", explica Garc¨ªa.

El avance es un m¨¦todo de bajo coste para fabricar estructuras peque?as

Los resultados aparecen en la portada del n¨²mero de julio de la revista Nano Letters. La t¨¦cnica nanolitogr¨¢fica usada es un desarrollo del mismo grupo, y se basa en el uso del microscopio de fuerzas at¨®micas. A temperatura ambiente las superficies se encuentran en general recubiertas de mol¨¦culas de agua, simplemente debido al vapor de agua en el aire; hace unos a?os estos investigadores demostraron que cuando se acerca la punta de un microscopio de fuerzas a una superficie se forma un puente o menisco de mol¨¦culas de agua entre ambos objetos; dicho menisco puede usarse para dibujar patrones sobre el silicio, como si la punta del microscopio fuera la de un l¨¢piz incre¨ªblemente fino.

El trabajo actual resulta de una mejora de esa t¨¦cnica. En un intento por hacer patrones a¨²n m¨¢s peque?os que los dibujados con el agua, el grupo de Garc¨ªa prob¨® con meniscos de otros compuestos. El que ha dado mejor resultado es el octano. As¨ª, los investigadores encierran el microscopio en una c¨¢mara que contiene vapores de octano, y cuando se crea el menisco aplican un campo el¨¦ctrico intenso. La electricidad rompe las mol¨¦culas de octano, que al volver a recomponerse forman cadenas m¨¢s largas que las iniciales y caen sobre la superficie de silicio; esas monta?as de octano constituyen las nanoestructuras. Es un proceso r¨¢pido: se tarda d¨¦cimas de milisegundo en hacer una estructura.

Las nanoestructuras as¨ª construidas ocupan la mitad de las que anteriormente ten¨ªan el r¨¦cord en condiciones ambientales, y son s¨®lo tres veces m¨¢s grandes de las que se cree que ser¨ªan las m¨¢s peque?as estables al aire (el l¨ªmite te¨®rico est¨¢ en estructuras de un nan¨®metro separadas entre s¨ª dos nan¨®metros). Los investigadores demuestran adem¨¢s que esta t¨¦cnica nanolitogr¨¢fica "es compatible con procesos de fabricaci¨®n en paralelo, es decir, m¨¦todos que permiten el procesado de muchas muestras de forma simult¨¢nea", dice Garc¨ªa. "Esto es un requisito indispensable para encontrar aplicaciones industriales". El grupo ha creado un sello con muchas puntas de microscopio, de forma que puedan imprimirse sobre el silicio muchas estructuras a la vez.

"Lo importante es que tenemos un m¨¦todo de bajo coste para fabricar estructuras muy peque?as, y que posee un control muy preciso sobre su geometr¨ªa y disposici¨®n en una superficie de silicio", se?ala Garc¨ªa. Una de las posibles aplicaciones ser¨ªan sensores de reconocimiento molecular, un ¨¢rea en que tambi¨¦n trabaja este grupo.