Investigadores del Instituto Nacional Tyndall, Irlanda, han producido la primera simulación átomo por átomo del crecimiento de película a nanoescala por deposición de capa atómica (ALD), una tecnología de película delgada utilizada en la producción de chips de silicio.

Presente en todos los dispositivos electrónicos como tarjetas de crédito, teléfonos móviles y ordenadores, cada chip está formado por múltiples capas delgadas que proporcionan diferentes funciones. ALD tiene un papel clave que desempeñar en la fabricación de chips con capas cada vez más delgadas para la próxima generación de dispositivos electrónicos. Las simulaciones de crecimiento podrían ayudar a mejorar el proceso ALD, pero hasta ahora no fueron lo suficientemente precisos en escalas de tiempo experimentales.

Similar, mientras que las simulaciones de la mecánica cuántica brindan una imagen precisa átomo por átomo de las reacciones individuales de ALD en las escalas más pequeñas, esto todavía está muy lejos de lo que se puede medir en el laboratorio, hasta ahora. El grupo de Tyndall dirigido por el Dr. Simon Elliott ha combinado por primera vez la precisión del nivel mecánico cuántico con las estadísticas necesarias para seguir cómo miles de átomos reaccionan millones de veces por segundo. acumulando capas de material, como en el laboratorio.

Mahdi Shirazi, a quién se le otorgará un doctorado por este trabajo, explica lo que distingue a su investigación:"Fue crucial modelar el conjunto completo de todas las reacciones ALD, cientos de ellos, en el nivel de la mecánica cuántica y luego extraer cuidadosamente la información necesaria para las simulaciones de crecimiento ".

Por lo tanto, por primera vez, vemos el vínculo entre las reacciones químicas átomo por átomo y el crecimiento de capas de materiales. Esto abre el camino a un procesamiento ALD nuevo y mejorado de materiales para chips electrónicos, sino también para catalizadores, células solares e iluminación LED.

Las simulaciones fueron posibles gracias al poder computacional del Centro Irlandés de Computación de Alta Tecnología y el proyecto fue financiado por Science Foundation Ireland a través del grupo de investigación estratégica FORME.