Nanoestructura de oro. Crédito:Universidad Tecnológica de Viena
Es la piedra filosofal de la nanotecnología:utilizando un truco tecnológico, Los científicos de TU Wien (Viena) han logrado crear nanoestructuras hechas de oro puro.
La idea recuerda los intentos de los antiguos alquimistas de crear oro a partir de sustancias sin valor:investigadores de TU Wien (Viena) han descubierto una forma novedosa de fabricar nanoestructuras de oro puro utilizando una técnica de litografía de escritura directa aditiva. Se utiliza un haz de electrones para convertir un compuesto orgánico aurífero en oro puro. Esta nueva técnica ahora se puede utilizar para crear nanoestructuras, que son necesarios para muchas aplicaciones en electrónica y tecnología de sensores. Al igual que con una impresora 3D a nanoescala, se pueden crear formas casi arbitrarias.
La larga búsqueda del proceso de producción adecuado
"El oro no es solo un metal noble de excepcional belleza, sino también un material muy deseado para nanoestructuras funcionales ", dice el profesor Heinz Wanzenböck de TU Wien. Las nanoestructuras de oro especialmente modeladas son estructuras habilitadoras clave en dispositivos plasmónicos, para biosensores con anticuerpos inmovilizados y como contactos eléctricos. Durante décadas, la fabricación de nanoestructuras de oro puro en superficies no planas, así como de nanoestructuras de oro tridimensionales, ha sido el cuello de botella. Hasta ahora, sólo se pudieron conseguir nanoestructuras de oro bidimensionales en superficies planas mediante litografía basada en resist.
Un compuesto orgánico aurífero (desde la izquierda), agua (desde la derecha), y un haz de electrones (desde arriba). Crédito:Universidad Tecnológica de Viena
La nueva tecnología, desarrollado en TU Wien, ahora puede resolver este problema. El principio es la descomposición local de un precursor metalorgánico por el haz de electrones enfocado de un microscopio electrónico. Con una precisión extremadamente alta, el haz de electrones puede descomponer el compuesto orgánico exactamente en la posición correcta, dejando atrás un rastro 3D de oro macizo.
El último obstáculo fue conseguir la pureza material correcta, ya que la descomposición inducida por electrones de precursores metalorgánicos ha producido típicamente metales con altas contaminaciones de carbono. Este último cuello de botella en el camino hacia un diseño personalizado, nanoestructuras de oro puro ahora se ha superado como se describe en el trabajo sobre "Nanoestructuras de oro puro y altamente conductivas cultivadas por deposición inducida por haz de electrones" publicado en Informes científicos .
Si bien la deposición de oro convencional generalmente contiene alrededor del 70% atómico de carbono y solo el 30% atómico de oro, El nuevo enfoque desarrollado por un grupo de investigación dirigido por el Dr. Heinz Wanzenboeck en TU Wien ha permitido fabricar estructuras de oro puro mediante la adición in situ de un agente oxidante durante la deposición de oro. "Toda la comunidad ha estado trabajando duro durante los últimos 10 años para depositar directamente nanoestructuras de oro puro", dice Heinz Wanzenböck. Al final, La experiencia del grupo en ingeniería y reacciones químicas dio sus frutos y la deposición directa de oro puro fue un éxito. "Es un poco como descubrir la legendaria piedra filosofal que se vuelve común, material innoble en oro "bromeó Wanzenboeck.
Esta estructura de oro puro depositada exhibe una resistividad extremadamente baja cerca de la del oro a granel. Generalmente, una estructura de oro FEBID tiene una resistividad de alrededor de 1 ohmio-cm, que es aproximadamente 1 millón de veces peor que la resistividad del oro a granel más puro. Sin embargo, Este proceso FEBID especialmente mejorado produce una resistividad de 8,8 micro-Ohm-cm que está a sólo un factor de 4 de la resistividad aparente del oro más puro (2,4 micro-Ohm-cm).
Los autores del artículo Dr. Mostafa Moonir Shawrav y Dipl.Ing. Philipp Taus declaró:"Esta estructura de oro puro y altamente conductora abrirá una nueva puerta para nuevos dispositivos nanoelectrónicos. Por ejemplo, será más fácil producir estructuras de oro puro para nanoantenas y la inmovilización de biomoléculas que cambiarán nuestra vida cotidiana ". El Dr. Shawrav agregó" es notable cómo un SEM (microscopio electrónico de barrido) regular hoy en día puede depositar nanoestructuras en comparación con 20 años atrás cuando era solo un dispositivo de caracterización ". Y con la deposición directa de oro puro disponible ahora, espera que los nanodispositivos se depositen directamente y se utilicen en muchas aplicaciones diferentes para la revolución tecnológica. Concluyendo, Este trabajo es un gran paso adelante para la nanoimpresión 3D de estructuras de oro que serán la parte central de los dispositivos nanoplásmicos y bioelectrónicos.
