(PhysOrg.com) - Los diamantes pueden ser más conocidos como un símbolo de amor duradero. Pero los fabricantes de semiconductores también esperan que se conviertan en componentes clave de micromáquinas de larga duración si se desarrolla un nuevo método en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) para tallar estos resistentes, cristales capaces demuestra su valor. El método ofrece una forma precisa de diseñar cortes microscópicos en una superficie de diamante, produciendo beneficios potenciales tanto en el campo de la medición como en el tecnológico.

Combinando sus propias observaciones con los antecedentes extraídos de la ciencia de los materiales, Los investigadores de semiconductores del NIST han encontrado una manera de crear características únicas en el diamante, lo que podría conducir a mejoras en nanometrología en poco tiempo. ya que ha permitido al equipo hacer agujeros de forma precisa en una de las sustancias más duras conocidas. Pero más allá de la creación de nanoorreductores virtualmente indestructibles, el método podría algún día conducir a la mejora de una clase de dispositivos electrónicos útiles en los teléfonos móviles, giroscopios e implantes médicos.

Bien conocido por fabricar los microchips electrónicos enormemente complejos que ejecutan nuestras computadoras portátiles, la industria de los semiconductores ha ampliado su cartera mediante la fabricación de pequeños dispositivos con piezas móviles. Construido con sustancialmente las mismas técnicas que los chips electrónicos, estos "sistemas microelectromecánicos, ”O MEMS, tienen un tamaño de unos pocos micrómetros. Pueden detectar cambios ambientales como el calor, presión y aceleración, potencialmente permitiéndoles formar la base de pequeños sensores y actuadores para una gran cantidad de nuevos dispositivos. Pero los diseñadores deben tener cuidado de que las pequeñas piezas móviles no se detengan de manera desastrosa. Una forma de hacer que las piezas deslizantes duren más tiempo sin romperse es hacerlas con un material más resistente que el silicio.

"El diamante puede ser la sustancia ideal para los dispositivos MEMS, ”Dice Craig McGray de NIST. "Puede soportar condiciones extremas, además, es capaz de vibrar a las frecuencias muy altas que exigen los nuevos productos electrónicos de consumo. Pero es muy difícil por supuesto, y no ha habido una forma de diseñarlo con mucha precisión a pequeñas escalas. Creemos que nuestro método puede lograrlo ".

El método utiliza un proceso de grabado químico para crear cavidades en la superficie del diamante. La forma cúbica de un cristal de diamante se puede cortar de varias formas, un hecho que los joyeros aprovechan al crear facetas en piedras preciosas. La velocidad del proceso de grabado depende de la orientación del corte, ocurre a un ritmo mucho más lento en la dirección de las "caras" del cubo (piense en cortar el cubo en cubos más pequeños) y estos planos de caras se pueden usar como una especie de límite donde se puede hacer que el grabado se detenga cuando se desee. En sus experimentos iniciales, el equipo creó cavidades con un ancho de entre 1 y 72 micrómetros, cada uno con paredes laterales verticales lisas y un fondo plano.
"Nos gustaría descubrir cómo optimizar el control de este proceso a continuación, "McGray dice, “Pero algunas de las formas en que se comportó el diamante en las condiciones que usamos fueron inesperadas. Planeamos explorar algunos de estos misterios mientras desarrollamos un prototipo de dispositivo MEMS de diamante ".