Los investigadores han desarrollado una técnica innovadora para crear nanomateriales. Estos son materiales con solo átomos de ancho. Se basan en la nanociencia para permitir a los científicos controlar su construcción y comportamiento. La nueva técnica de nanofabricación por haz de electrones, ingeniería de plasmones, logra un control sin precedentes a escala casi atómica de los patrones en silicio. Las estructuras construidas con este enfoque producen un ajuste récord de propiedades electroópticas.

En esta investigación, Los científicos utilizaron la ingeniería de plasmones para controlar las propiedades ópticas y electrónicas del silicio. La técnica utiliza litografía por haz de electrones con corrección de aberraciones. Este proceso implica el uso de un haz de electrones para modificar la superficie de un material. La ingeniería de plasmones permitió a los investigadores modificar el material a una escala casi atómica. El uso de la litografía "convencional" significa que este enfoque podría algún día aplicarse a aplicaciones industriales. Beneficiará a los investigadores que trabajan en comunicaciones ópticas, sintiendo y computación cuántica.

El modelado de materiales con una resolución de un solo nanómetro permite a los científicos diseñar con precisión efectos de confinamiento cuántico. Los efectos cuánticos son significativos en estas escalas de longitud, y el control de las dimensiones de la nanoestructura proporciona un control directo sobre las propiedades eléctricas y ópticas. El silicio es, con mucho, el material semiconductor más utilizado en electrónica. y la capacidad de fabricar dispositivos a base de silicona de las dimensiones más pequeñas para la ingeniería de dispositivos novedosos es muy deseable.

Investigadores del Centro de Nanomateriales Funcionales de Brookhaven, una instalación para usuarios del Departamento de Energía, utilizó litografía por haz de electrones con corrección de aberraciones combinada con grabado de iones reactivos secos para lograr patrones de características de 1 nanómetro, así como ingeniería de plasmones de superficie y volumen en silicio. La técnica de nanofabricación empleada aquí produce nanocables con una rugosidad de borde de línea de 1 nanómetro. Además, este trabajo demuestra el ajuste de la energía del plasmón del volumen de silicio en 1,2 electronvoltios del valor global, que es diez veces mayor que los intentos anteriores de ingeniería de plasmón de volumen utilizando métodos litográficos.

El estudio se publica en Materiales funcionales avanzados .