Química - Estructura Atómica

NOTA: esta sección fue discontinuada, contiene artículos antiguos, permanece sólo por si alguien busca este tipo de información.

QUIMICA

Películas metálicas sobre óxidos

09/08/2002

Investigadores americanos han conseguido desarrollar una forma de depositar átomos metálicos sobre capas delgadas de óxidos, ayudando a que la próxima generación de ordenadores se ponga en marcha instantáneamente. La técnica también permitirá fabricar catalizadores menos caros para reacciones químicas, construir mejores dispositivos nanotecnológicos, etc.

El método ha sido descrito por sus descubridores, encabezados por Scott Chambers, del Pacific Northwest National Laboratory, en la revista Science del 2 de agosto. Se basa en una nueva reacción química que permite depositar y unir capas metálicas ultrafinas sobre óxidos también metálicos. La teoría del procedimiento ha sido elaborada por científicos del Sandia National Laboratory.

En la actualidad, cuando se depositan átomos de un metal sobre superficies de óxidos, forman islas tridimensionales ultrapequeñas, parecidas a las gotas de agua que podríamos ver sobre la carrocería de un coche recién encerado, después de llover. El resultado son películas metálicas discontinuas, no-cristalinas. En cambio, el nuevo método permite que las superficies alcancen la fase cristalina mediante apenas unas pocas capas atómicas, prolongando de paso la duración de los dispositivos electrónicos.

La técnica se aplicará en la fabricación de la MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), un nuevo tipo de memoria que hará que los ordenadores almacenen información de forma no-volátil (no se perderá cuando sean apagados). La MRAM, por tanto, permitirá que los computadores puedan ser encendidos instantáneamente, evitado el largo proceso de carga de información (sistema operativo, drivers, etc.).

También se esperan aplicaciones en el campo de los catalizadores, que intervienen en dos tercios del producto interior bruto de una nación como Estados Unidos, en particular en la industria del crudo. Los catalizadores ayudan a los químicos a convertir una molécula en otra. Con el nuevo método, se producirán catalizadores donde el metal reactivo sobre un soporte de óxido sólo tendrá una capa atómica de grosor, reduciendo considerablemente los costes.

Los experimentos se han hecho sobre la posibilidad de depositar cobalto sobre óxido de aluminio. La interacción del primero con el óxido es tan débil que normalmente forma acumulaciones individuales al ser depositado. Scott y sus colegas han resuelto el problema hidroxilando completamente y con antelación la superficie del óxido, es decir, terminándola con una capa de átomos de hidrógeno y oxígeno unidos entre sí. En este caso, los átomos de cobalto que golpean dos grupos hidroxilos a un tiempo, pueden reaccionar liberando una molécula de gas hidrógeno. Se oxidan y acaban en la capa superior del óxido, rodeados por iones negativos con quienes quedan anclados.

Para la industria, será tan fácil como exponer las delgadas películas de óxido de aluminio a una dosis de vapor de agua a baja presión, antes de añadir la capa final de cobalto. Todo el proceso puede realizarse a temperatura ambiente. Además del cobalto, se podrían utilizar otros metales, como hierro y níquel (también considerados para la fabricación de MRAM), cobre, etc.