Un equipo con participación de científicos del <a href="https://www.csic.es/es" title="Consejo Superior de Investigaciones Científicas " alt="Consejo Superior de Investigaciones Científicas" target="_blank">Consejo Superior de Investigaciones Científicas</a> (CSIC) han ideado una nueva técnica para obtener simultáneamente diferentes tipos de información del interior de dispositivos nanoelectrónicos mientras están en funcionamiento.
Los resultados, que aparecen publicados en la revista Science Advances, podrían ser empleados, entre otras aplicaciones, en el desarrollo de nuevas baterías.
Sea cual sea el tamaño de un móvil o un ordenador, la forma en que funcionan depende de la interacción entre los materiales que lo componen a escalas atómicas y nanométricas. Por ello, los científicos necesitan saber cómo se comportan los elementos químicos de un chip y qué ocurre cuando sus átomos se enlazan.
"La nueva técnica permite hacer el seguimiento en tiempo real de la composición, el entorno químico local y las propiedades de transporte que controlan a nivel atómico el funcionamiento de dispositivos nanoelectrónicos de manera simultánea", explica la investigadora del CSIC Gema Martínez, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM).
Durante los experimentos, los científicos implantaron átomos de arsénico y galio en un nanohilo de silicio de unos 200 nanómetros de diámetro. Cuando se calientan, estos átomos se aglomeran en un punto, lo que produce un componente funcional (procesos físicos y químicos que permiten la transferencia de carga).
Según los investigadores, esta nueva técnica permitiría, por ejemplo, escanear con rayos X extremadamente focalizados (de una precisión unas mil veces menor que el diámetro de un cabello humano) los componentes de un teléfono móvil mientras está encendido sin dañarlo.
"Lo que hacen los rayos X focalizados es excitar localmente los átomos del material, lo que emite una radiación característica. Ese espectro aporta valiosa información sobre los elementos individuales y la relación entre ellos", aclara Martínez.
El trabajo se ha llevado a cabo en colaboración con científicos de la Friedrich Schiller University Jena (Alemania) y la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón, en Grenoble (Francia).
Referencia bibliográfica:
Andreas Johannes, Damien Salomon, Gema Martinez-Criado, Markus Glaser, Alois Lugstein, Carsten Ronning (2017). In-operando X-ray imaging of nanoscale devices: composition, valence, and internal electrical fields. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aao4044
