Nuevos cálculos muestran que la influencia de los efectos cuánticos en las condiciones de funcionamiento de los nanodispositivos tiene, hasta ahora, ha sido sobreestimado.

Dispositivos micro y nanoelectromecánicos, denominados MEMS y NEMS, son omnipresentes. Se utilizan estas máquinas a nanoescala con partes móviles, por ejemplo, para activar las bolsas de aire de los automóviles después de una descarga. También se pueden encontrar en teléfonos inteligentes, permitiéndoles detectar cómo mostrar adecuadamente la pantalla al espectador.

El problema es que a medida que su tamaño disminuye, las fuerzas típicamente experimentadas a nivel cuántico comienzan a importar en estos nanodispositivos. Los físicos mexicanos han estudiado la estabilidad mecánica y eléctrica de MEMS y NEMS, dependiendo del espesor de la placa y la naturaleza del material utilizado. Los resultados ya se han publicado en EPJ B por Raul Esquivel-Sirvent y Rafael Perez-Pascual de la Universidad Nacional Autónoma de México, En la ciudad de México.

Las fuerzas de origen cuántico se vuelven importantes a medida que estos dispositivos se encogen; esto es particularmente cierto para la llamada fuerza de Casimir. Esta fuerza conduce a interacciones de van der Waals, que representan la suma de todas las interacciones intramoleculares. Estos incluyen atracciones y repulsiones entre átomos, moléculas, y superficies, así como otras fuerzas intermoleculares, y son causados ​​por correlaciones en las polarizaciones fluctuantes de partículas cercanas.

Para investigar la estabilidad de los nanodispositivos, Esquivel-Sirvent y su colega utilizaron el cálculo clásico de la fuerza de Casimir, conocida como la fórmula Lifshitz, combinado con la teoría de la estabilidad de las máquinas a micro y nanoescala.

En este estudio, los autores muestran que trabajos anteriores sobreestimaron las condiciones de funcionamiento de los dispositivos al no tener en cuenta este efecto Casimir / van der Waals.

Además, demuestran que la estabilidad de estos dispositivos bajo la fuerza de Casimir cambia según la naturaleza y el espesor de los recubrimientos metálicos utilizados. También depende de la variación de concentración de las cargas libres en el silicio utilizado, que cambia con los niveles de dopaje.