Una nueva técnica que utiliza metales líquidos para crear circuitos integrados del grosor de un átomo podría conducir la electrónica al próximo gran avance. El proceso abre el camino para la producción de obleas de alrededor de 1,5 nanómetros de grosor, que ofrecen un gran potencial comercial.
Las tecnologías electrónicas modernas, como los teléfonos inteligentes y los ordenadores, se basan principalmente en circuitos que utilizan componentes de estado sólido, con pistas metálicas fijas y dispositivos semiconductores. Los investigadores trabajan para encontrar la manera de crear componentes electrónicos verdaderamente elásticos. Se trata de sistemas de circuitos blandos que actúan como células vivas, moviéndose autónomamente y comunicándose entre sí para formar nuevos circuitos, en vez de quedarse fijos en la misma configuración. Aunque se han mostrado variedad de métodos de deposición para cristales bidimensionales, su confección en escala de oblea continúa siendo un desafío.
En este sentido, los metales líquidos, en concreto las aleaciones no tóxicas de galio, han ofrecido hasta ahora el camino más prometedor para materializar el sueño. Además de ser increíblemente maleables, cualquier gota de metal líquido contiene un núcleo metálico altamente conductor y una capa de óxido semiconductora delgada como un átomo, que equivale a lo necesario para la fabricación de circuitos electrónicos. Sin embargo, los procedimientos del pasado han resultado poco fiables en términos de calidad, siendo difíciles de escalar y funcionando sólo a temperaturas de 550 grados o más.
Obleas de 1,5 nanómetros de grosor
La revista Nature Communications publicó recientemente el documento que describe una novedosa técnica para lograr este objetivo aplicando dichos metales.Tal y como se explica en el informe, los metales producen en su superficie una capa de óxido delgada como un átomo que los protege naturalmente, la cual se emplea en la fabricación. Al laminar el metal líquido, la capa de óxido se transfiere a una oblea electrónica que luego se sulfura. Finalmente, la superficie de la oblea se pre-trata para formar transistores individuales. De esta manera, el proceso abre el camino para la producción de obleas de alrededor de 1,5 nanómetros de grosor, cuyos métodos de deposición y modelado ofrecen además un gran potencial comercial.
El profesor Kourosh Kalantar-zadeh del RMIT (Instituto Real de Tecnología de Melbourne) ha dirigido el proyecto, que ha contado a su vez con la participación de más miembros del RMIT e investigadores de otras universidades. Al parecer, la industria electrónica se ha topado con una barrera importante. «La tecnología básica de los motores de los coches no ha progresado desde 1920 y ahora está sucediendo lo mismo con la electrónica. Los teléfonos móviles y los ordenadores no son más potentes que hace cinco años. Esa es la razón por la que esta nueva técnica de impresión 2D es tan importante: crea muchas capas de chips electrónicos increíblemente finos en la misma superficie, aumentando drásticamente la potencia de procesamiento y reduciendo los costes. Permitirá de esta forma la próxima revolución en electrónica«.
La elasticidad será un elemento habitual en la tecnología
Por su parte, Benjamin Carey, investigador del RMIT y el CSIRO, ha declarado que la creación de obleas electrónicas de ese tamaño podría superar las limitaciones de la actual producción de chips. Además podría producir materiales extremadamente flexibles, allanando el camino para la electrónica flexible. “Ninguna de las tecnologías actuales son capaces de crear superficies homogéneas de semiconductores finos como un átomo en grandes superficies que sean útiles para la fabricación a escala industrial de chips. Nuestra solución es utilizar los metales de galio e indio, que tienen un bajo punto de fusión. Hemos utilizado este nuevo método para crear transistores y foto-detectores de muy alta ganancia y confiabilidad de fabricación a gran escala».
Así pues, esta revolucionaria técnica aspira a revolucionar la electrónica gracias a su novedoso método de impresión de metales líquidos, de modo que en un futuro cercano la elasticidad sea un elemento habitual en la tecnología.
