Los ingenieros químicos de EPFL han desarrollado un nuevo método para la deposición de capas atómicas, una técnica comúnmente utilizada en microelectrónica de alta calidad. El nuevo método se puede utilizar en materiales con superficies más grandes de manera mucho más económica que los enfoques actuales, preservando la calidad y la eficiencia.

La deposición de capas atómicas (ALD) implica apilar capas de átomos una encima de la otra como panqueques. Los átomos provienen de un material vaporizado llamado precursor. ASD es una técnica bien establecida para la fabricación de microelectrónica como semiconductores y cabezales magnéticos para grabación de sonido. así como sensores para bioingeniería y diagnóstico.

Sin embargo, usar ALD para depositar capas en superficies más grandes ha sido una lucha, especialmente cuando se trata de materiales de fabricación que deben mantenerse a bajo costo, p.ej. catalizadores y dispositivos solares.

"El punto de fricción no es necesariamente fabricar el material adecuado, sino hacerlo barato, "explica el profesor Jeremy Luterbacher, jefe del Laboratorio de Procesamiento Catalítico y Sostenible (LPDC) de EPFL. "El recubrimiento de superficies más grandes con métodos de fase gaseosa requiere tiempos de deposición prolongados, y enormes excesos de precursor, ambos aumentan los costos, "añade Benjamin Le Monnier, el Ph.D. estudiante que realizó la mayor parte de la investigación.

Ahora, LPDC ha desarrollado una solución. Utilizando ALD en fase líquida, los científicos pueden producir materiales indistinguibles de los fabricados en fase gaseosa, con equipos mucho más baratos y sin exceso de precursores.

Una mayor precisión reduce los costes

Los investigadores lograron este avance midiendo cuidadosamente la proporción de los precursores que reaccionan antes de inyectarlos en la superficie de un sustrato. De esta manera, utilizaron exactamente la cantidad correcta de precursor, sin sobras que puedan causar reacciones no deseadas o desperdiciarse.

El nuevo método también reduce los costos al requerir solo equipo de laboratorio estándar para la síntesis química. También se puede escalar fácilmente para recubrir más de 150 g de material con el mismo equipo económico. sin pérdida de la calidad del recubrimiento. La técnica puede incluso lograr recubrimientos que no son posibles usando ALD en fase gaseosa, p.ej. mediante el uso de precursores no volátiles.

"Creemos que esta técnica podría democratizar en gran medida el uso de ALD en catalizadores y otros materiales de gran superficie, "dice Luterbacher.