Los investigadores de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de las Ciudades Gemelas de la Universidad de Minnesota han inventado un más seguro y una tecnología más simple que permitirá que un grupo "rebelde" de metales y óxidos metálicos se convierta en películas delgadas que se utilizan en muchos productos electrónicos, Componentes de la computadora, y otras aplicaciones.

La investigación se publica en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) .

Los investigadores trabajaron con la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Universidad de Minnesota para patentar la tecnología y ya han despertado el interés de la industria.

Muchos metales y sus compuestos deben convertirse en películas delgadas antes de que puedan usarse en productos tecnológicos como la electrónica, muestra, celdas de combustible, o aplicaciones catalíticas. Metales "rebeldes", sin embargo, que incluyen elementos como platino, iridio rutenio, y tungsteno, entre otros, son muy difíciles de convertir en películas delgadas porque requieren temperaturas extremadamente altas (generalmente más de 2, 000 grados Celsius) para evaporarse.

Típicamente, los científicos sintetizan estas películas metálicas utilizando técnicas como la pulverización catódica y la evaporación por haz de electrones. Este último consiste en fundir y evaporar metales a altas temperaturas y permitir que se forme una película sobre las obleas. Pero, este método convencional es muy caro, usa mucha energía, y también puede ser inseguro debido al alto voltaje utilizado.

Ahora, Los investigadores de la Universidad de Minnesota han desarrollado una forma de evaporar estos metales a temperaturas significativamente más bajas. menos de 200 grados Celsius en lugar de varios miles. Al diseñar y agregar ligandos orgánicos, combinaciones de carbono, hidrógeno, y átomos de oxígeno - a los metales, los investigadores pudieron aumentar sustancialmente las presiones de vapor de los materiales, haciéndolos más fáciles de evaporar a temperaturas más bajas. No solo su nueva técnica es más simple, pero también produce materiales de mayor calidad que son fácilmente escalables.

"La capacidad de fabricar nuevos materiales con facilidad y control es esencial para la transición a una nueva era de economía energética, "dijo Bharat Jalan, el autor principal del estudio, un experto en síntesis de materiales, y profesor asociado y presidente de Shell en el Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales de la Universidad de Minnesota (CEMS). "Ya existe un vínculo histórico entre la innovación en la ciencia de síntesis y el desarrollo de nuevas tecnologías. Millones de dólares se destinan a la fabricación de materiales para diversas aplicaciones. Ahora, hemos creado una tecnología más simple y barata que permite mejores materiales con precisión atómica ".

Estos metales se utilizan para fabricar innumerables productos, desde semiconductores para aplicaciones informáticas hasta tecnología de visualización. Platino, por ejemplo, también es un gran catalizador para la conversión y el almacenamiento de energía y se está considerando su uso en dispositivos espintrónicos.

"Reducir el costo y la complejidad de la deposición de metales y, al mismo tiempo, permitir la deposición de materiales más complejos como los óxidos, desempeñará un papel importante en los esfuerzos industriales y de investigación, "dijo William Nunn, un estudiante de posgrado en ingeniería química y ciencias de los materiales de la Universidad de Minnesota, el primer autor del artículo, y beneficiario de la Beca Robert V. Mattern del departamento. "Ahora que depositar estos metales como el platino será más fácil, esperamos ver un interés renovado en los materiales más complejos que contienen estos metales rebeldes ".