Una sustancia usada en nanotecnología contiene estructuras extrañas en su superficie
(NC&T) La investigación que ha sacado a la luz este asombroso rasgo ha sido desarrollada por un equipo de especialistas dirigido por Oleg Shpyrko, del Centro para los Materiales de Escala Nanométrica en el Laboratorio Nacional de Argonne.
La sustancia en cuestión es una aleación eutéctica de oro (82 por ciento) y silicio (18 por ciento). El término eutéctico significa que la combinación se funde a una temperatura inferior que la temperatura de fusión de cualquiera de los dos componentes. Para la mayoría de las aleaciones eutécticas, la diferencia entre el punto de fusión de la aleación y la de sus componentes puros es de aproximadamente 100 grados Celsius; la aleación eutéctica de oro-silicio se funde aproximadamente a 1.000 grados Celsius por debajo de la de ambos componentes, en concreto a 360 grados.
Pero éste no es el único aspecto raro sobre la aleación eutéctica de oro-silicio. En un sólido cristalino, los átomos están colocados de forma ordenada y periódica; y en un líquido, los arreglos de átomos se desordenan. Se sabe desde hace unos diez años que los líquidos metálicos muestran dos o tres capas atómicas distintas cerca de la superficie, y normalmente no hay ningún orden semejante al cristalino dentro de estas capas. Sin embargo, Shpyrko y sus colegas encontraron que la aleación eutéctica de oro-silicio tiene siete u ocho capas cercanas a su superficie. Intentando entender este desarrollo inesperado, también encontraron que la capa más cercana a la superficie incluye una estructura semejante a la del cristal, que normalmente sólo se encuentra en las sustancias sólidas.
Comprender las características de las nuevas fases de una superficie, como esta monocapa superficial cristalizada, es importante para el área emergente de la nanotecnología.
Atomos de oro, amarillos, y de silicio, azules, ordenados de forma periódica dentro de una monocapa de aleación de oro-silicio líquida. (Foto: ANL)
"Cuando reducimos el tamaño de un objeto o dispositivo a un nanómetro, prácticamente todo se convierte en superficies e interfaces", explica Shpyrko. "Necesitamos entender cuáles son las nuevas leyes de la física y la química que gobiernan las estructuras de las superficies en ese ámbito".
Es especialmente importante comprender al oro y al silicio porque se usan en la tecnología de los ordenadores. El oro es un metal "noble", resistente a la oxidación, que es fácil de moldear en las diminutas interconexiones de los chips de ordenador, y el silicio es el componente principal de la mayor parte de los dispositivos semiconductores.
