El más delgado, La capa más suave de plata que puede sobrevivir a la exposición al aire se ha colocado en la Universidad de Michigan, y podría cambiar la forma en que se fabrican las pantallas táctiles y las pantallas planas o flexibles.

También podría ayudar a mejorar la potencia informática, afectando tanto la transferencia de información dentro de un chip de silicio como el patrón del propio chip a través de superlentes de metamaterial.

Combinando la plata con un poco de aluminio, los investigadores de la U-M encontraron que era posible producir excepcionalmente delgados, capas lisas de plata resistentes al deslustre. Aplicaron un revestimiento antirreflectante para hacer una fina capa de metal hasta en un 92,4 por ciento transparente.

El equipo demostró que la capa plateada podría guiar la luz unas 10 veces más lejos que otras guías de ondas metálicas, una propiedad que podría hacerla útil para una computación más rápida. Y colocaron capas de películas plateadas en una hiperlente de metamaterial que podría usarse para crear patrones densos con tamaños de características una fracción de lo que es posible con los métodos ultravioleta ordinarios. en chips de silicio, por ejemplo.

Las pantallas de todas las franjas necesitan electrodos transparentes para controlar qué píxeles se iluminan, pero las pantallas táctiles dependen especialmente de ellos. Una pantalla táctil moderna está hecha de una capa conductora transparente cubierta con una capa no conductora. Detecta cambios eléctricos cuando un objeto conductor, como un dedo, se presiona contra la pantalla.

"El mercado de conductores transparentes ha estado dominado hasta el día de hoy por un solo material, "dijo L. Jay Guo, profesor de ingeniería eléctrica e informática.

Este material, óxido de indio y estaño, se prevé que se vuelva caro a medida que la demanda de pantallas táctiles siga creciendo; hay relativamente pocas fuentes conocidas de indio, Dijo Guo.

"Antes, era muy barato. Ahora, el precio está subiendo bruscamente, " él dijo.

La película ultrafina podría convertir a la plata en un digno sucesor.

Generalmente, es imposible hacer una capa continua de plata de menos de 15 nanómetros de espesor, o aproximadamente 100 átomos de plata. La plata tiene una tendencia a agruparse en pequeñas islas en lugar de extenderse en una capa uniforme, Dijo Guo.

Al agregar aproximadamente un 6 por ciento de aluminio, los investigadores consiguieron que el metal formara una película de menos de la mitad de ese grosor:siete nanómetros. Y lo que es más, cuando lo expusieron al aire, no se empañó inmediatamente como lo hacen las películas de plata pura. Después de varios meses, la película mantuvo sus propiedades conductoras y transparencia. Y estaba firmemente pegado, mientras que la plata pura se desprende del vidrio con cinta adhesiva.

Además de su potencial para servir como conductores transparentes para pantallas táctiles, las finas películas plateadas ofrecen dos trucos más, Ambos tienen que ver con la incomparable capacidad de la plata para transportar ondas de luz visible e infrarroja a lo largo de su superficie. Las ondas de luz se encogen y viajan como los llamados polaritones de plasmón de superficie, apareciendo como oscilaciones en la concentración de electrones en la superficie de la plata.

Esas oscilaciones codifican la frecuencia de la luz, preservándolo para que pueda emerger del otro lado. Si bien las fibras ópticas no pueden reducirse al tamaño de los cables de cobre en los chips de computadora actuales, Las guías de ondas plasmónicas podrían permitir que la información viaje en forma óptica en lugar de electrónica para una transferencia de datos más rápida. Como guía de ondas, la suave película plateada podría transportar los plasmones de la superficie más de un centímetro, lo suficiente para pasar dentro de un chip de computadora.

La capacidad plasmónica de la película de plata también se puede aprovechar en metamateriales, que manejan la luz de formas que rompen las reglas habituales de la óptica. Debido a que la luz viaja con una longitud de onda mucho más corta a lo largo de la superficie del metal, la película por sí sola actúa como superlente. O, para distinguir características aún más pequeñas, las finas capas de plata se pueden alternar con un material dieléctrico, como el vidrio, para hacer una hiperlente.

Tales lentes pueden obtener imágenes de objetos que son más pequeños que la longitud de onda de la luz, que se difuminaría en un microscopio óptico. También puede habilitar el modelado láser, como el que se usa para grabar transistores en chips de silicio en la actualidad, para lograr funciones más pequeñas.

El primer autor es Cheng Zhang, un doctorado reciente de la UM en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación que ahora trabaja como investigador postdoctoral en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.

Un artículo sobre esta investigación, titulado "Películas de plata dopadas de alto rendimiento:superación de los límites de materiales fundamentales para aplicaciones nanofotónicas" se publica en Materiales avanzados . El estudio fue apoyado por la National Science Foundation y el Instituto de Innovación Colaborativa de Beijing. U-M ha solicitado una patente y está buscando socios para llevar la tecnología al mercado.