Ordenadores, Los teléfonos móviles y todos los demás dispositivos electrónicos contienen miles de transistores unidos entre sí por películas delgadas de metal. Científicos de la Universidad de Linköping, Suecia, han desarrollado un método que puede utilizar los electrones de un plasma para producir estas películas.

Los procesadores que se utilizan en las computadoras y los teléfonos actuales consisten en miles de millones de pequeños transistores conectados por finas películas metálicas. Científicos de la Universidad de Linköping, LiU, Ahora han demostrado que es posible crear películas delgadas de metales permitiendo que los electrones libres en un plasma tomen un papel activo. Un plasma se forma cuando se suministra energía que arranca los electrones de los átomos y moléculas en un gas, para producir un gas ionizado. En nuestra vida diaria los plasmas se utilizan en lámparas fluorescentes y en pantallas de plasma. El método desarrollado por los investigadores de LiU utilizando electrones de plasma para producir películas metálicas se describe en un artículo en el J ournal of Vacuum Science &Technology .

"Podemos ver varias áreas de aplicación interesantes, como la fabricación de procesadores y componentes similares. Con nuestro método ya no es necesario mover el sustrato sobre el que se crean los transistores hacia atrás y hacia adelante entre la cámara de vacío y un baño de agua, que ocurre alrededor de 15 veces por procesador, "dice Henrik Pedersen, profesor de química inorgánica en el Departamento de Física, Química y Biología en la Universidad de Linköping.

Un método común para crear películas delgadas es introducir vapores moleculares que contienen los átomos necesarios para la película en una cámara de vacío. Allí reaccionan entre sí y con la superficie sobre la que se va a formar la película delgada. Este método bien establecido se conoce como deposición química de vapor (CVD). Para producir películas de metal puro por CVD, Se requiere una molécula precursora volátil que contenga el metal de interés. Cuando las moléculas precursoras se han absorbido en la superficie, Se requieren reacciones químicas superficiales que involucran a otra molécula para crear una película de metal. Estas reacciones requieren moléculas que donen fácilmente electrones a los iones metálicos en las moléculas precursoras, de tal manera que se reducen a átomos de metal, en lo que se conoce como una "reacción de reducción". En cambio, los científicos de LiU dirigieron su atención a los plasmas.

"Razonamos que lo que necesitaban las reacciones químicas de la superficie eran electrones libres, y estos están disponibles en plasma. Comenzamos a experimentar permitiendo que las moléculas precursoras y los iones metálicos aterrizaran en una superficie y luego atrajeran electrones de un plasma a la superficie, "dice Henrik Pedersen.

Investigadores en química inorgánica y en física del plasma en IFM han colaborado y demostrado que es posible crear películas metálicas delgadas en una superficie utilizando los electrones libres en una descarga de plasma de argón para las reacciones de reducción. Para atraer los electrones cargados negativamente a la superficie, aplicaron un potencial positivo a través de él.

El estudio describe el trabajo con metales no nobles como el hierro, cobalto y níquel, que son difíciles de reducir a metal. La ECV tradicional se ha visto obligada a utilizar potentes agentes reductores moleculares en estos casos. Tales agentes reductores son difíciles de fabricar, gestionar y controlar, ya que su tendencia a donar electrones a otras moléculas las hace muy reactivas e inestables. Al mismo tiempo, las moléculas deben ser lo suficientemente estables para ser vaporizadas e introducidas en forma gaseosa en la cámara de vacío en la que se depositan las películas metálicas.

"Lo que puede mejorar el método que utiliza electrones de plasma es que elimina la necesidad de desarrollar y gestionar agentes reductores inestables. El desarrollo de ECV de metales no nobles se ve obstaculizado debido a la falta de agentes reductores moleculares adecuados que funcionen suficientemente bien, "dice Henrik Pedersen.

Los científicos ahora continúan con las mediciones que les ayudarán a comprender y poder demostrar cómo tienen lugar las reacciones químicas en la superficie donde se forma la película metálica. También están investigando las propiedades óptimas del plasma. También les gustaría probar diferentes moléculas precursoras para encontrar formas de hacer que las películas metálicas sean más puras.