En la vertiginosa carrera de miniaturización de la electrónica se ha llegado a un punto en el que ya se trabaja con moléculas. Estas figuran entre los más pequeños bloques de construcción factibles para su uso en dispositivos electrónicos avanzados.
Las moléculas son pequeños grupos de átomos con estructuras físicas y propiedades químicas que se pueden diseñar con precisión. Esto permite modificar sus características para adecuarlas a una amplia gama de aplicaciones, en campos como la computación, la óptica y la tecnología cuántica. Sin embargo, integrar moléculas en dispositivos funcionales a gran escala sigue siendo un desafío. Los procesos tradicionales de fabricación de semiconductores pueden dañar componentes moleculares pequeños y frágiles.
Ahora, unos científicos han ideado y probado una técnica de fabricación, empleable a escala industrial, que incorpora, sin dañarlos, componentes moleculares delicados en chips destinados a dispositivos electrónicos.
La nueva técnica amplía las capacidades de los procesos estándar de fabricación de semiconductores para incorporar moléculas.
El avance es obra de un equipo encabezado por Sarah Spector, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos.
Spector y sus colegas primero prefabrican las piezas del dispositivo mediante procesos tradicionales. Luego, introducen las moléculas y aprovechan las fuerzas superficiales a nanoescala para transformar mecánicamente el dispositivo fabricado, cuyas partes se autoensamblan sin dañar a las moléculas.
Si bien la gravedad es la fuerza física dominante que más tenemos en cuenta en nuestro mundo a macroescala a la hora de construir edificios y muchas cosas más, a nanoescala predominan otras fuerzas. Una de ellas, llamada fuerza capilar, provoca que el líquido sea absorbido por espacios pequeños, aunque ello suponga oponerse a la fuerza de la gravedad. (Las plantas dependen de las fuerzas capilares para absorber agua en sus tallos). Mediante un diseño preciso de la rigidez de los electrodos, cuando la solución que contiene las moléculas se evapora, las fuerzas capilares atraen suavemente las dos superficies metálicas, con las moléculas intercaladas entre ellas.
El equipo demostró la robustez de su técnica fabricando más de mil dispositivos utilizando capas moleculares subnanométricas.
Esta imagen, captada con microscopio electrónico y reprocesada en colores falsos, muestra varios de los más de mil dispositivos con capas moleculares subnanométricas fabricados por los investigadores.
Spector y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo método de fabricación de electrónica molecular en la revista académica Nature Nanotechnology, bajo el título “Self-assembled contacts for high-yield molecular devices”.
