Crecimiento guiado de nanocables crea circuitos autoensamblables

Los investigadores que trabajan con pequeños componentes nanoelectrónicos se enfrentan a un reto similar al de los padres de niños pequeños: enseñarles a ser independientes. Los nanocomponentes son tan pequeños que utilizar herramientas externas para organizarlos es imposible. La única solución es crear condiciones en las que se pueda asegurar que ellos se autoensamblen.

Mucho esfuerzo ha sido invertido en facilitar el autoensamblaje de nanocables semiconductores, los bloques básicos de de la electrónica, pero hasta hace poco el éxito había sido limitado. Los científicos han desarrollado métodos de cultivo de nanocables verticales sobre una superficie, pero las estructuras resultantes son cortas y desorganizadas. Después de crecer, estos nanocables tienen que ser "cosechados" y alineados horizontalmente; ya que tal ordenamiento es aleatorio, los científicos necesitan determinar su ubicación y sólo entonces integrarlos en circuitos eléctricos.

Un equipo dirigido por el Prof. Ernesto Joselevich, del Departamento de Materiales e Interfaces del Instituto Weizmann, ha logrado superar estas limitaciones. Por primera vez, los científicos han creado nanocables que se autoensamblan, y cuya posición, longitud y dirección pueden ser totalmente controladas.

El logro, publicado hoy en Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), EE.UU., se basó en un método desarrollado por Joselevich hace dos años, para el cultivo de nanocables horizontalmente de una manera ordenada. En el presente estudio - realizado por Joselevich con el Dr. Mark Schvartzman y David Tsivion de su laboratorio, y Olga Raslin y la Dra. Diana Mahalu, del Departamento de Física de Materia Condensada - los científicos fueron más allá, creando circuitos electrónicos autoensamblados y formados de nanocables.

En primer lugar, los científicos prepararon una superficie con surcos diminutos, de tamaño atómico, y luego agregaron en el medio de los surcos partículas catalizadoras que sirvieron como núcleos para el crecimiento de los nanocables. Esta configuración define la posición, longitud y dirección de los nanocables. A continuación, tuvieron éxito en crear un transistor de cada nanocable en la superficie, produciendo cientos de tales transistores simultáneamente. Los nanocables también fueron utilizados para crear un componente electrónico más complejo - un circuito de funcionamiento lógico llamado decodificador de direcciones, un componente esencial de las computadoras. Debido a estas ideas y hallazgos, Joselevich ganó el prestigioso European Research Council Advanced Grant.

"Nuestro método hace posible, por primera vez, determinar la disposición de los nanocables de antemano para poder crear el circuito electrónico deseado," explica Joselevich. La capacidad de producir eficientemente circuitos semiconductores autointegrables abre la puerta a una variedad de aplicaciones tecnológicas, incluyendo el desarrollo de mejores dispositivos LED, láseres y células solares.