Optimizan el proceso de creación de cristales empleados en microelectrónica

Un nuevo método para controlar la acumulación de fluoruro de hidrógeno permitiría optimizar el desarrollo de cristales de precisión, un elemento vital para el funcionamiento de superconductores, dispositivos ópticos y de microelectrónica. El avance fue concretado por ingenieros y científicos del Brookhaven National Laboratory, que depende del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Vyacheslav Solovyov y Harold Wiesmann son los responsables directos del nuevo método, que recientemente ha recibido el número de patente 7.622.426 de los Estados Unidos, lo que permite su utilización a nivel comercial. De acuerdo a los investigadores, el nuevo método podría dar lugar a una producción más eficiente de cristales de precisión y mejorar el rendimiento de estos materiales.

El principal valor de los materiales con estructuras cristalinas es su enorme potencial de ahorro de energía, por eso son ampliamente utilizados en los superconductores y otros dispositivos similares, ya que permiten transportar la corriente sin pérdida de energía, algo vital en electrónica de alta velocidad.

Los cristales se desarrollan sobre diferentes sustratos, como por ejemplo cintas, alambres o láminas, como sucede en la producción de chips de computadora. La adición de flúor optimiza la transferencia de las estructuras cristalinas hacia los materiales empleados como sustratos, pero a la vez registra una consecuencia negativa.

Eliminar la acumulación de gases de fluoruro de hidrógeno

Es que el flúor presenta un problema importante: facilita la acumulación de gases de fluoruro de hidrógeno. La presencia del fluoruro de hidrógeno frena la reacción que permite desarrollar los cristales y retraza el proceso, hasta incluso detener la formación de las estructuras cristalinas.

Según Harold Wiesmann, los esfuerzos para superar este inconveniente se habían centrado hasta el momento en descomprimir la acumulación de gases, pero sin embargo estos métodos han demostrado ser poco prácticos y efectivos. Es que al desahogar los gases de fluoruro de hidrógeno se producen variaciones en la presión, algo que afecta directamente al desarrollo de los cristales.

En cambio, el grupo de ingenieros e investigadores del Brookhaven National Laboratory ha conseguido desarrollar un método por el cual la eliminación del fluoruro de hidrógeno se produce mediante absorción, una técnica que aumenta la generación de productos de alta calidad cristalina.

Este importante hallazgo fue difundido a través de una nota de prensa del Brookhaven National Laboratory, que posteriormente recogió el portal especializado Science Daily. Entre otras ventajas, el nuevo método incorpora un material sólido capaz de absorber el gas de fluoruro de hidrógeno.

Amplias aplicaciones en microelectrónica

El material sólido indicado puede incorporarse a la superficie interna de la cámara de reacción en la cual se concreta el desarrollo de las estructuras cristalinas o trabajar en forma independiente. En cualquier caso, permite la obtención de productos finales con estructuras cristalinas uniformes y homogéneas, independientemente de la forma del material empleado y de otras variables.

Una amplia gama de materiales que contienen calcio, sodio o carbono activado pueden ser utilizados para absorber el gas de fluoruro de hidrógeno en el marco de este método. Vale destacar que la investigación que condujo a concretar este desarrollo fue financiada mediante fondos de la Office of Electricity Delivery and Energy Reliability, del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Solovyov y Wiesmann han demostrado la eficacia de este método en el desarrollo de cristales de YBCO. En estos experimentos, los cristales de YBCO se desarrollaron a un ritmo más rápido con relación a los métodos convencionales, gracias a la presencia de uno de los materiales absorbentes de fluoruro de hidrógeno indicados con anterioridad.

Sin embargo, esta reacción específica sirve solamente como un ejemplo, ya que la patente obtenida se aplica a numerosas modificaciones y variantes en los materiales utilizados y producidos. Esto significa que el nuevo método puede llegar a tener múltiples aplicaciones en todo tipo de dispositivos de microelectrónica.