Técnicas más avanzadas para la fabricación de nanocables

Los ingenieros de la Universidad de Harvard en Estados Unidos, en colaboración con investigadores de las Universidades Alemanas de Jena, Gottingen, y Bremen, han desarrollado una nueva técnica para la fabricación de nanocables fotónicos y circuitos integrados electrónicos que podrán ser fabricados a corto plazo en grandes volúmenes para su producción comercial.

Aunque los nanocables semiconductores (varillas con un diámetro aproximado de una milésima del grosor de un cabello humano) pueden ser fácilmente sintetizados en grandes cantidades utilizando métodos químicos de bajo costo, de forma confiable y controlada para su montaje estratégico en circuitos funcionales, han planteado un importante desafío. Mediante la incorporación de la tecnología basada en vidrio “spin-on”, utilizando silicio en la fabricación de circuitos integrados, y en la fotolitografía, transfiriendo un patrón de circuito en un sustrato con luz, el equipo de ingenieros demostró un método reproducible, de alto volumen y bajo costo de fabricación para la integración de nanocables directamente en dispositivos de silicio.

Debido a que ésta técnica de fabricación es independiente de la geometría en la disposición de los nanocables sobre el sustrato, se prevé seguir combinando el proceso con uno de los varios métodos ya desarrollados para la colocación y el control de alineación de nanocables en grandes áreas. Los investigadores creen que el matrimonio de estos procesos en breve proporcionarán el control necesario para que puedan integrarse los nanocables de circuitos fotónicos como un estándar de fabricación.

La estructura de los dispositivos basados en nanocables se basa en un sándwich geométrico; el nanocable se coloca entre el sustrato de alta conductividad, que funciona como un fondo común de contacto, además, mediante el sistema “spin-on” se crea una capa que actúa de espaciador para evitar que el contacto con el metal provoque un cortocircuito en el sustrato. Como resultado final, puede ser incorporado de manera uniforme a lo largo de la nanocables. Estos dispositivos pueden funcionar como diodos de emisores de luz, en el cual su color está determinado por el tipo de nanocable semiconductor utilizado.

Para demostrar el potencial de escalabilidad de la técnica, el equipo de ingenieros ha fabricado cientos de diodos de emisores de luz ultravioleta a nanoescala mediante el uso de nanocables de óxido de cinc sobre una oblea de silicio. En términos más generales, los nanocables pueden ser fabricados con materiales de uso común en la electrónica y la fotónica, los cuales prometen grandes avances para la integración eficiente de emisores de luz y radiación ultravioleta a partir de infrarrojos, con tecnología basada silicio.

El equipo de investigadores tiene previsto seguir perfeccionando su nuevo método con un objetivo hacia la electrónica con nanocables sobre las obleas. Este avance podría conducir a la elaboración de una nueva clase de circuitos integrados, como grandes conjuntos de ultra pequeños láser a nanoescala que puede ser concebido para la óptica de alta densidad interconectada o ser utilizados para chips de detección química.

Datos de investigación provenientes de la Universidad de Harvard.