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NANO TECNOLOGÍA
DJ Tron IXo (Miguel Ángel Venegas)
Además de ser un estupendo DJ, es Doctor en Nano física, Nano componentes y Nano Mediciones egresado de la Universidad Paul Sabatier en Tolouse Francia. Actualmente se desempeña como Investigador Post-Doctoral del grupo de estado sólido del Departamento de Física del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (CINVESTAV) delIPN. Donde realiza estudios experimentales por Microscopía de Fuerza Atómica de sistemas heteroestructurados de materiales semiconductores III-V.

1, Esquema de funcionamiento de un microscopio STM: una punta normalmente de alambre de tungsteno, afilada por medio de un ataque electroquímico (ver imagen en el extremo superior izquierdo), la cual se encuentra virtualmente aterrizada.Esta punta esmovida por un motor piezo eléctrico el cual le permite reali*zar movimientos en X,Y y Z muy finos. Por medio de un mecanismo, ésta punta se aproxima a una superficie conductora, a la cual se le aplica una polaridad. Al estar a unos cuantos ångströms (Å) de separación, en donde 10 Å = 1 nm, los electrones pueden sobrepasar el espacio entre la punta y la muestra por medio del efecto túnel, uncomportamiento puramente cuántico (ver dibujo esquemático de acercamiento en el circulo inferior). Esto genera una corriente eléctrica, llamada corriente túnel, la cual se utiliza como señal de retroalimentación para controlar la distancia entre la punta y la muestra. El tubo piezo eléctrico de tres grados de libertad mueve la punta para escanear la superficie en X y Y, controlando la separación Z. Deesta forma se crea una imagen topográfica de la superficie. Del lado derecho vemos una foto de un microscopio STM de Ultra Alto Vacío y a baja temperatura, http://vv.arts.ucla.edu/ publications/publications/02- 03/JV_nano/JV_nano_artF5VG.htm&imgurl=http://vv.arts.ucla.edu/publications/publication s/02-03/JV_nano/ JV_nano_artF5VG_files/image008.jpg


 

Figura

¿Que pasaría si quisiéramosconstruir un cubo que fuera un millón de veces más pequeño que un grano de arena, que tuviera un nanómetro (nm) por lado, en donde un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro?
Para construir este nanocubo necesitaríamos ensamblar unos sesenta átomos de uno por uno. A este tipo de fabricación de objetos, átomo por átomo la cual es una tecnología de tipo ascendente (bottom-up), se ledenomina “nanotecnología”[2]. En oposición al enfoque descendente (TopDown), implementado desde hace tiempo por la miniaturización de dispositivos, necesitaríamos quitar 100 millardos de millardos de átomos para fabricarlo a partir de un cubo con un centímetro por lado. Hoy en día esto es posible gracias al Microscopio de Efecto Túnel (STM por sus siglas en ingles de Scanning Tunneling Microscopy)[1,2]. Inventado por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer en los laboratorios de investigación de IBM en Zürich, Suiza, a quienes les otorgaron el Premio Nobel de Física por su invención en 1986 [10]. La microscopia STM fue la punta de lanza para la creación y desarrollo de la familia de microscopias de sonda local (SPM). La siguiente figura muestra un esquema del microscopio STM así como una fotografía delmismo, fig. 1.

Antes de proseguir, haremos un paréntesis para ubicarnos en las escalas métricas involucradas. La escala microscópica, considerada de 10 micrómetros (um) a 100 nm, en donde: y los fenómenos pueden ser explicados por medio de la física clásica. La escala mesoscópica, que va desde los 100 nm a los 10 nm, en donde la física mesoscópica, apoyada por la física estadística y la físicacuántica, se emplea para describir el comportamiento de los dispositivos cuyas dimensiones se encuentran en este rango. No obstante de que estos dispositivos cuentan con miles de átomos, a esta escala, los efectos cuánticos comienzan a emerger. Y finalmente la escala nanoscópica, que abarca de los 10 nm a los 0.1 nm, en donde se requiere de la física cuántica para describir los fenómenos que...