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Cinta adhesiva para conseguir dispositivos electrónicos y ópticos más pequeños y eficaces

Cinta adhesiva para conseguir dispositivos electrónicos y ópticos más pequeños y eficaces

Sorprendentemente, la cinta adhesiva Scotch Magic se convirtió en el elemento clave de la investigación para llevar a cabo nanoagujeros en el metal. Imagen cortesía de Fungkamseng.


 

Su empleo permite la creación de nanoagujeros en el metal, lo que facilita la introducción de luz en espacios más pequeños de lo hasta ahora posible.

Un grupo internacional de investigadores de la Universidad de Minnesota, el Argonne National Laboratory y la Universidad Nacional de Seúl ha descubierto una técnica revolucionaria en la fabricación de nanoestructuras, que tiene el potencial de hacer que los dispositivos eléctricos y ópticos puedan se más pequeños y eficaces. Y lo han conseguido con la utilización de una herramienta de bajo coste realmente sorprendente: una cinta adhesiva Scotch Magic es una de las claves de este descubrimiento, publicado en el periódico de investigación online internacional Nature Communications.

Esta investigación, publicada bajo el nombre Atomic layer lithography of wafer-scale nanogap arrays for extreme confinement of electromagnetic waves, ha sido llevada a cabo con fondos del U.S. Department of Defense (DARPA Young Faculty Award y el ONR Young Investigators Program), del U. S. Department of Energy y de la National Research Foundation de Corea. Los equipos fueron facilitados por el Minnesota Partnership Biotechnology and Medical Genomics.

Combinando varias técnicas estándar de nanofabricación, con el añadido final de la cinta Scotch Magic, los investigadores de la Universidad de Minnesota crearon agujeros extremadamente estrechos a lo largo de láminas de metal y estamparon estos pequeños agujeros sobre la superficie completa de una placa de silicona de cuatro pulgadas. Los agujeros más diminutos eran de un ancho de sólo un nanómetro, mucho más pequeños de lo que la mayoría de los científicos había logrado alcanzar nunca. Además, el ancho de los agujeros podía ser controlado a nivel atómico. Este trabajo facilita las bases para producir nuevas y mejores nanoestructuras, que son el centro de la electrónica avanzada y los dispositivos ópticos.

Uno de los usos potenciales de los agujeros de escala nanométrica en las láminas de metal es el de introducir luz en espacios mucho más pequeños de lo que hasta ahora había sido posible. Los colaboradores de la Universidad Nacional de Seúl, liderados por el profesor Dai-Sik Kim, y del Argonne National Laboratory, dirigidos por el Doctor Matthew Pelton, mostraron que la luz puede ser insertada sin problemas a través de esos agujeros, incluso a pesar de que esos agujeros son cientos o incluso miles de veces más pequeños que la longitud de onda que la luz utiliza. Los investigadores están muy interesados en forzar la entrada de la luz en pequeños espacios porque ésta es una forma de estimular la intensidad de la luz. Los colaboradores encontraron que la intensidad de la luz dentro de los orificios se incrementa en más de 600 millones de veces.

“Nuestra tecnología, llamada litografía de láminas atómica, tiene el potencial de crear sensores ultrapequeños con un incremento de la sensibilidad, y también de posibilitar nuevos y excitantes experimientos a nanoescala como nunca antes de ahora se habían podido llevar a cabo –detalla Sang-Hyun Oh, uno de los líderes del estudio y profesor de Ingeniería Eléctrica y Computerizada en el College of Science and Engineering de la Universidad de Minnesota-. Esta investigación también facilita las bases para futuros estudios que persigan mejorar los dispositivos electrónicos y fotónicos”.

Uno de los resultados más sorprendentes de la investigación es que la cinta adhesiva Scotch Magic fue una de las piezas clave del descubrimiento. Grabar agujeros con la amplitud de un nanómetro en el metal no es factible con las herramientas existentes. En lugar de eso, los investigadores del equipo de Oh construyeron los nanoagujeros estratificando capas adhesivas con una escala de delgadez atómica en las caras de las placas de metal y, después, cubriendo la estructura con otra lámina de metal. Para hacer los agujeros de esta manera no eran necesarias herramientas de diseño caras, pero eso facilitó la oportunidad de retirar el exceso de metal de la parte superior y sacar a la luz los pequeños agujeros. Mientras se trataba infructuosamente de encontrar una forma de retirar las capas de metal, el estudiante de doctorado de la Universidad de Minnesota y coautor dele studio Xiaoshu Chen encontró que empleando una simple cinta adhesiva Scotch Magic, el metal excedente podía ser retirado fácilmente”.

“La cinta Scotch funcionaba perfectamente, lo que resultó inesperado –concluye Oh-. Nuestra técnica es tan simple que puede crear desde este momento para crear agujeros ultrapequeños y uniformes como nunca antes había podido hacerse. Esperamos que esto sea rápidamente aplicado por muchos investigadores en la búsqueda de nuevas aplicaciones y descubrimientos”.

 
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