Investigadores de ingeniería han desarrollado un proceso de impresión 2D utilizando metales líquidos que, según dicen, podría crear nuevas formas de crear hardware informático más avanzado y energéticamente eficiente fabricado a nanoescala.

El proceso se produce en medio de una creciente demanda mundial de dispositivos de memoria, cuya producción y uso requieren cantidades significativas de energía.

"Reducir la temperatura a la que el circonio y el hafnio se vuelven líquidos es crucial para desarrollar dispositivos eléctricos de menor costo, ya que se requiere mucha menos energía", afirmó el Dr. Mohammad Ghasemian, autor principal del estudio de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular.

Desarrollado por ingenieros de la Universidad de Sydney y publicado en Small En primer lugar, los investigadores combinaron estaño, circonio y hafnio en una proporción precisa. Esto permitió que la aleación se fundiera por debajo de 500 °C, mucho más bajo que los puntos de fusión individuales del circonio (1852 °C) y el hafnio (2227 °C).

La aleación de metal líquido tiene una fina capa de óxido o "corteza" mientras mantiene un centro líquido. Se utiliza para recolectar nanohojas ultrafinas de óxido de estaño dopadas con óxido de hafnio y circonio.

"El estaño es abundante, de bajo costo y puede usarse a gran escala para la fabricación de semiconductores, transistores y chips de memoria críticos", afirmó el Dr. Ghasemian.

"Aunque el óxido de hafnio y circonio es un material ferroeléctrico bien conocido que se utiliza en aplicaciones a nanoescala, como dispositivos de memoria y sensores, obtener nanoláminas utilizando técnicas convencionales es difícil y costoso", afirmó.

La aplicación de la aleación de estaño, circonio y hafnio permitió al equipo recolectar la capa nanofina de óxido de estaño dopada con óxido de hafnio y circonio mediante exfoliación (levantándola de su superficie líquida) para luego poder imprimirla en 2D sobre un sustrato como nanohojas ferroeléctricas. Estas hojas están diseñadas para formar la base del hardware informático de próxima generación, desde semiconductores hasta chips de memoria.

"Piense en ello como una canica recubierta de tinta", dijo el Dr. Ghasemian. "La aleación es como un disolvente que nos permite eliminar la tinta y luego usarla para imprimir. Nuestro proceso nos permite recolectar esta preciosa capa de corteza y convertirla en láminas ultrafinas, que luego se utilizan para fabricar productos electrónicos". /P>

"Podría ser una nueva fuente de materiales 2D funcionales a los que no se puede acceder mediante métodos convencionales. Este proceso nos permite introducir ferroelectricidad en óxidos metálicos 2D mucho más pequeños, lo que permite el desarrollo de nanoelectrónica de próxima generación a bajas temperaturas".

Más información: Mohammad B. Ghasemian et al, Asimetría inducida por dopaje con metales líquidos en óxidos metálicos bidimensionales, pequeños (2024). DOI:10.1002/smll.202309924

Información de la revista: Pequeño

Proporcionado por la Universidad de Sydney