Nanopegamento para dispositivos electrónicos

Según un artículo publicado esta semana en Technology Review, investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer, en Troy, Nueva York, han descubierto unas moléculas orgánicas de un nanómetro de largo que pueden actuar como un pegamento barato y eficaz para unir diminutos componentes electrónicos. En su estudio, publicado en la revista Nature, los investigadores observaron que estas moléculas permiten pegar dos superficies que normalmente no son fáciles de unir.

Sorprendentemente, su capacidad adhesiva aumenta al exponer el nanopegamento a temperaturas muy elevadas.

Según Ganapathiraman Ramanath, profesor de ingeniería y ciencias de los materiales que dirigió el estudio, estas moléculas se podrían utilizar como pegamento barato y fácil de aplicar en una serie de usos, como por ejemplo, para unir diminutos componentes electrónicos, como transistores y cables en chips de ordenadores cada día más pequeños.

El nanopegamento, que pertenece a una clase de compuestos llamados organosilanos, consiste en una cadena de átomos de hidrógeno y carbono con azufre en un extremo y silicio en el otro. Esta cadena molecular normalmente se desintegra a temperaturas por encima de los 300-400ºC, pero Ramanath y sus colegas han descubierto que colocando las moléculas entre cobre y dióxido de silicio, éstas unen ambos materiales y, además, la unión se refuerza a temperaturas elevadas. A temperatura ambiente, el enlace resultante es tres veces más fuerte que un enlace directo entre el cobre y el silicio y a 700ºC es diez veces más fuerte de lo normal.

Una de las ventajas de este pegamento es la poca cantidad que se necesita, dado que una sola capa de moléculas de organosilanos basta para unir el cobre y el silicio y el grosor de la capa es igual a la longitud de una molécula, es decir, un nanómetro. A 35 céntimos el gramo, el nuevo pegamento es totalmente asequible.

Los investigadores esperan, ahora, poder adaptar el nanopegamento para que pueda unir otros materiales, como aislantes y semiconductores, modificando los grupos químicos unidos a ambos extremos de la cadena molecular.

Una aplicación importante para este pegamento podría ser la de unir los cables de cobre que conectan varios componentes en los chips informáticos. En estos chips, los cables de cobre se depositan sobre capas aislantes de dióxido de silicio para evitar que las señales de los cables se mezclen e interfieran entre sí. Sin embargo, el cobre no se pega bien al dióxido de silicio y, además, las moléculas de cobre se dispersan en el silicio. “Es necesario aislar químicamente ambas superficies”, señala Ramanath. “Queremos que se adhieran, pero sin mezclarse”.

Actualmente, los fabricantes de chips utilizan capas de materiales como tántalo o titanio, de al menos 10 nanómetros de grosor, entre el cobre y el dióxido de silicio. Sin embargo, a medida que el tamaño de estos dispositivos se adentra en el rango del nanómetro, el nuevo pegamento, que es 10 veces más fino, podría ser el sustituto ideal.

Fuente: Technology Review