La idea recuerda los intentos de los antiguos alquimistas de crear oro a partir de sustancias sin valor: los investigadores de TU Wien Viena han descubierto una nueva forma de fabricar nanoestructuras de oro puro utilizando una técnica de litografía de escritura directa aditiva. Se utiliza un haz de electronespara convertir un compuesto orgánico aurífero en oro puro. Esta nueva técnica ahora se puede utilizar para crear nanoestructuras, que son necesarias para muchas aplicaciones en electrónica y tecnología de sensores. Al igual que con una impresora 3D en la nanoescala, casi cualquier forma arbitraria puede sercreado.
La larga búsqueda del proceso de producción correcto
"El oro no es solo un metal noble de belleza excepcional, sino también un material muy deseado para las nanoestructuras funcionales", dice el profesor Heinz Wanzenböck de TU Wien. Las nanoestructuras de oro especialmente modeladas son estructuras clave que permiten estructuras en dispositivos plasmónicos, para biosensores con anticuerpos inmovilizadosy como contactos eléctricos. Durante décadas, la fabricación de nanoestructuras de oro puro en superficies no planas, así como de nanoestructuras de oro tridimensionales, ha sido el cuello de botella. Hasta ahora, solo las nanoestructuras de oro bidimensionales en superficies planas eran alcanzables por resistencialitografía.
La nueva tecnología, desarrollada en TU Wien, ahora puede resolver este problema. El principio es la descomposición local de un precursor metalorgánico por el haz de electrones enfocado de un microscopio electrónico. Con una precisión extremadamente alta, el haz de electrones puede descomponer el compuesto orgánicoexactamente en la posición correcta, dejando un rastro 3D de oro sólido.
El obstáculo final fue lograr la pureza correcta del material, ya que la descomposición inducida por electrones de los precursores organometálicos generalmente ha producido metales con altas contaminaciones de carbono. Este último cuello de botella en el camino hacia las nanoestructuras de oro puro diseñadas a medida ahora se ha superado como se describeen el trabajo sobre "Nanoestructuras de oro altamente conductivas y puras cultivadas por deposición inducida por haz de electrones" publicado en Scientific Reports.
Si bien la deposición de oro convencional generalmente contiene aproximadamente 70% atómico de carbono y solo 30% atómico de oro, el nuevo enfoque desarrollado por un grupo de investigación dirigido por el Dr. Heinz Wanzenboeck en TU Wien ha permitido fabricar estructuras de oro puro mediante la adición in situ deun agente oxidante durante la deposición de oro. "Toda la comunidad ha estado trabajando duro durante los últimos 10 años para depositar directamente nanoestructuras de oro puro", dice Heinz Wanzenböck. Finalmente, la experiencia del grupo en ingeniería y reacciones químicas valió la pena y la deposición directa deel oro puro fue exitoso. "Es un poco como descubrir la piedra filosofal legendaria que convierte el material común e ignorable en oro", bromeó Wanzenboeck.
Esta estructura de oro puro depositada exhibe una resistividad extremadamente baja cerca de la del oro a granel. En general, una estructura de oro FEBID tiene una resistividad de alrededor de 1-Ohm-cm, que es aproximadamente 1 millón de veces peor que la resistividad del oro a granel más puro. Sin embargo, estoEl proceso FEBID especialmente mejorado produce una resistividad de 8.8 micro-Ohm-cm, que es solo un factor 4 de la resistividad total del oro más puro 2.4 micro-Ohm-cm.
Los autores del artículo Dr. Mostafa Moonir Shawrav y Dipl.Ing. Philipp Taus declararon: "Esta estructura de oro altamente conductor y puro abrirá una nueva puerta para nuevos dispositivos nanoelectrónicos. Por ejemplo, será más fácil producir oro puroestructuras para nanoantenas e inmovilización de biomoléculas que cambiarán nuestra vida cotidiana ". El Dr. Shawrav agregó que" es notable cómo un SEM microscopio electrónico de barrido puede depositar nanoestructuras en comparación con 20 años atrás, cuando solo era un dispositivo de caracterización ". YCon la deposición directa de oro puro disponible ahora, espera que los nanodispositivos se depositen directamente y se utilicen en muchas aplicaciones diferentes para la revolución tecnológica. Concluyendo, este trabajo es un gran avance para la nanoimpresión 3D de estructuras de oro que serán la parte central de la nanoplasmónica.y dispositivos bioelectrónicos.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena, TU Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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