Las propiedades excepcionales de los diminutos cilindros moleculares conocidos como nanotubos de carbono han atormentado a los investigadores durante años debido a la posibilidad de que puedan servir como sucesores del silicio al establecer la lógica para los más pequeños, Dispositivos electrónicos más rápidos y económicos.

En primer lugar, son diminutos, en la escala atómica y quizás cerca del límite físico de lo pequeño que se puede encoger un solo interruptor electrónico. Como el silicio pueden ser de naturaleza semiconductora, un hecho que es esencial para las placas de circuito, y pueden someterse a una conmutación eléctrica rápida y altamente controlable.

Pero una gran barrera para construir dispositivos electrónicos útiles con nanotubos de carbono siempre ha sido el hecho de que cuando se colocan en películas, una cierta parte de ellos actuará más como metales que como semiconductores, un defecto implacable que ensucia la película, cortocircuita el circuito y lanza una llave en los engranajes de cualquier dispositivo electrónico potencial.

De hecho, según el profesor John Rogers de la Universidad de Illinois-Urbana Champaign, la pureza debe superar el 99,999 por ciento, lo que significa que incluso un tubo defectuoso de cada 100, 000 es suficiente para matar un dispositivo electrónico. "Si tienes una pureza menor que esa, " él dijo, "esa clase de materiales no funcionará para circuitos semiconductores".

Ahora Rogers y un equipo de investigadores han demostrado cómo eliminar los nanotubos de carbono metálico de las matrices utilizando un método relativamente simple, procedimiento escalable que no requiere equipos costosos. Su trabajo se describe esta semana en el Revista de física aplicada .

El camino hacia la purificación

Aunque ha sido un problema persistente durante los últimos 10 a 15 años, el desafío de hacer uniformes, matrices alineadas de nanotubos de carbono empaquetados con buenas densidades en películas delgadas ha sido resuelto en gran medida por varios grupos diferentes de científicos en los últimos años, Dijo Rogers.

Eso acaba de dejar el segundo problema, que consistía en encontrar una manera de purificar el material para asegurarse de que ninguno de los tubos fuera de carácter metálico, un problema espinoso que había quedado sin resolver. Había algunos métodos de purificación que eran fáciles de hacer, pero estaban muy por debajo del nivel de purificación necesario para fabricar componentes electrónicos útiles. Los enfoques muy recientes ofrecen el nivel adecuado de purificación pero dependen de equipos costosos, poner el proceso fuera del alcance de la mayoría de los investigadores.

Como informa el equipo esta semana, pudieron depositar una fina capa de material orgánico directamente sobre una hoja de nanotubos dispuestos en contacto con una hoja de metal. Luego aplicaron corriente a través de la hoja, lo que permitió que la corriente fluyera a través de los nanotubos que eran conductores de metal, pero no la mayor parte de los tubos, que eran semiconductores.

La corriente calentó los nanotubos de metal una pequeña cantidad, lo suficiente para crear un "flujo capilar térmico" que abrió una zanja en la capa superior orgánica sobre ellos. Desprotegido, los tubos metálicos se podrían grabar con un instrumento de sobremesa estándar, y luego la capa superior orgánica podría lavarse. Esto dejó una oblea electrónica recubierta con nanotubos semiconductores libres de contaminantes metálicos, Dijo Rogers. Lo probaron construyendo matrices de transistores, él dijo.

"Terminas con un dispositivo que puede encenderse y apagarse según lo esperado, basado en un carácter puramente semiconductor, "Dijo Rogers.