El equipo utiliza un microscopio de túnel de barrido (STM) para inyectar átomos en una superficie en un patrón preciso, permitiéndoles construir dispositivos a nanoescala más rápida y fácilmente que antes
Los científicos del Reino Unido han sido pioneros en una nueva forma de manipular varios miles de átomos a la vez, allanando el camino para construir dispositivos electrónicos a nanoescala más rápida y fácilmente a temperatura ambiente.
En 1992, se creó la primera estructura atómica hecha por el hombre mediante el uso de un microscopio de túnel de barrido (STM) para empujar suavemente átomos individuales en un pequeño logotipo a escala nanométrica para IBM.
Sin embargo, utilizando este método, los átomos deben colocarse uno por uno, haciendo que el proceso requiera mucho tiempo, incluso los microscopios más avanzados tardan muchas horas en colocar solo unos pocos átomos.
A diferencia de, la nueva técnica desarrollada por la Universidad de Bath en colaboración con la Universidad de Birmingham, es capaz de mover miles de átomos simultáneamente, pero con una precisión similar.
En su nuevo método, la punta del STM inyecta electrones en una superficie decorada con moléculas de benceno. Los electrones pueden viajar a través de la superficie algunas decenas de nanómetros hasta que encuentran una de las moléculas de benceno que se encuentran en la superficie. lo que hace que el benceno vuele a la fase gaseosa.
Comparando cuidadosamente la posición atómica precisa de las moléculas de benceno antes y después de las inyecciones de electrones, el equipo pudo observar directamente cómo se comportan los electrones de alta energía o "calientes" a temperatura ambiente por primera vez.
Electrones calientes
Los electrones calientes pueden escaparse de los transistores de silicio y limitar la miniaturización de los circuitos informáticos. También juegan un papel fundamental en la transformación de la energía de luz en electricidad en la energía fotovoltaica.
Los experimentos del equipo muestran que los electrones de alta energía o "calientes" no se mueven en línea recta como se anticipó.
Sus hallazgos, publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza mostrar que en lugar de moverse en línea recta como se anticipó, golpean como una pelota en una máquina de pinball.
Dr. Peter Sloan del Departamento de Física de la Universidad de Bath, explicó:"Los electrones calientes son importantes en muchos procesos, pero son realmente difíciles de observar debido a su corta vida útil, generalmente una millonésima de mil millonésima de segundo.
"Nos sorprendió descubrir que los electrones calientes no viajan en línea recta, sino que se comportan como si fueran una pelota en una máquina de pin-ball, difundiéndose a través de la superficie.
"Esto confirma que la teoría de Einstein del movimiento browniano de electrones en semiconductores funciona incluso en la nanoescala. Un hallazgo que simplemente no se puede observar con los experimentos" normales "de baja temperatura.
"Nuestros hallazgos nos ayudan a comprender la física fundamental que subyace al comportamiento de los electrones calientes y ayudarán a allanar el camino para la construcción de nuevos dispositivos nanotecnológicos con precisión atómica".
El profesor Richard Palmer de la Universidad de Birmingham comentó:"El programa Birmingham-Bath nos está proporcionando nuevos ojos para visualizar procesos electrónicos muy rápidos y, por lo tanto, es relevante no solo para la electrónica y la informática, sino también para mejorar el rendimiento de las células solares diseñadas para capturar energía renovable energía.
"Es fantástico ver a las universidades británicas colaborar tan estrechamente".
