Submarinos cuánticos que facilitan el movimiento de los átomos

Imagina una máquina que pueda montar un objeto átomo a átomo. Significaría un paso más en la demostración de que los electrones se mueven como un “submarino cuántico” dentro de los materiales.

Manipular átomos directamente es uno de los principales objetivos de la nanotecnología, pero sigue estando bastante lejos. El mayor avance realizado consiste en mover los átomos individuales utilizando microscopios de efecto túnel (STM), un dispositivo que puede tomar imágenes a nivel atómico utilizando electrones emitidos por un estilete de un átomo de diámetro.

Ahora Richard Palmer, Peter Sloan y Sumet Sakulsermusk de la Unviersidad de Brimingham, han probado una forma indirecta y potencialmente más eficiente de manipular átomos. Colocaron un estilete STM en un agujero en la superficie de una membrana de silicona, provocando que los electrones se sumergiesen y viajasen como una ola cuántica por el interior del material, evitando los defectos de la superficie que les pudieran obstruir. “Lo llamamos submarino”, comentó Palmer.

Los electrones pudieron romper los enlaces químicos que mantenían las moléculas de clorobenceno de la silicona hasta una profundidad de 10 nanómetros. Poder mover estas moléculas podría ser el primer paso para manipular los átomos superficiales. Palmer dice que la técnica podría llevar al desarrollo de un nuevo método de fabricación, en el que una membrana de silicona es perforada en varios puntos donde los electrones puedan ser inyectados. También se podrían utilizar varios STM para manipular los átomos una vez que hayan recorrido largas distancias.

Philip Moriarty of the University of Nottingham, UK, says the result is an excellent piece of fundamental science, but points out that the electrons travel in all directions from the stylus tip and cannot be directed to influence specific atoms. He and his colleagues are working instead on creating and breaking single chemical bonds directly with an atomic force microscope, which is normally used to measure interatomic forces.

Meanwhile, a group led by Damien Riedel of the University of Paris-South in France has reported using an STM to control the rate of motion of a hydrogen atom on a silicon surface. Their method works up to 2.4 nanometres away from the tip

Philip Moriarty de la Universidad de Nottingham, dice que el resultado muestra un aspecto fundamental de la ciencia, pero apunta a que los electrones se mueven en todas las direcciones desde el estilete y no pueden ser dirigidos para influir en átomos específicos. Es por eso que él y sus compañeros trabajan en la creación y rotura de enlaces químicos sencillos de forma directa con un microscopio atómico, que suele utilizarse para medir fuerzas interatómicas.

Mientras tanto, un grupo liderado por Damien Riedel de la Unviersidad de París ha informado de la utilización de un STM para controlar la velocidad de un átomo de hidrógeno en la superficie de silicona. El método funciona desde una distancia 2.4 nanómetros del átomo.

Este artículo ha sido traducido de New Scientist y publicado bajo licencia CC by-sa
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