La fabricación de cristales a medida para dispositivos electrónicos experimentó un avance notable gracias a una técnica innovadora desarrollada por un equipo de la Universidad Estatal de Michigan. Bajo el liderazgo de Elad Harel, estos investigadores consiguieron utilizar láseres y nanopartículas de oro para controlar con alta precisión la formación de cristales, un desarrollo que, según Space.com, puede convertir la producción de materiales esenciales para la industria tecnológica en un proceso mucho más eficiente y versátil.
A diferencia de los procedimientos tradicionales, que dependen de mecanismos como la difusión de vapor o el crecimiento a partir de pequeñas “semillas” y suelen resultar en cristales con formas y tamaños difíciles de controlar, la nueva metodología permite “dibujar” los cristales exactamente en la ubicación requerida.
Harel explicó a Space.com que, en muchos dispositivos electrónicos, es crucial establecer pequeñas porciones de material cristalino en áreas muy concretas, algo imposible de garantizar a través de los métodos convencionales que se utilizan actualmente.
Cómo funciona el calentamiento plasmónico y la “impresión” de cristales
Este método se basa en el calentamiento plasmónico, un fenómeno físico en el que las nanopartículas de oro actúan como diminutas fuentes de calor al ser irradiadas con un láser de frecuencia adecuada. En los experimentos realizados, el equipo utilizó un láser de 660 nanómetros dirigido sobre una nanopartícula de oro, la cual se introdujo en una solución precursora de perovskita de haluro de plomo y fue depositada sobre un sustrato de vidrio de borosilicato.
Al mover la nanopartícula usando el haz del láser, se produjo la cristalización exactamente en el punto deseado, mientras los investigadores pudieron observar todo el proceso en tiempo real con microscopios de alta velocidad.
La precisión del método es impresionante: la nanopartícula utilizada es menor que una milésima del grosor de un cabello humano. Harel detalló a Space.com que el láser induce la oscilación de electrones en la nanopartícula de oro, generando calor suficiente para que se desencadene la formación del cristal en el lugar exacto.
Este grado de control sobre la ubicación, el tamaño y la forma de los cristales supone una mejora sustancial respecto a las técnicas convencionales, abriendo la puerta a la creación de componentes más sofisticados y eficientes.
Impacto, aplicaciones y próximos desafíos
Hasta el momento, el procedimiento demostró su eficacia con perovskitas de haluro de plomo, materiales reconocidos por su capacidad para mejorar el rendimiento en aplicaciones como células solares y LEDs. Sin embargo, el equipo cree que la técnica podría adaptarse también a otros tipos de cristales utilizados en electrónica, como los semiconductores de silicio dopado con arsénico, ampliamente empleados en instrumentos astronómicos.
Harel señaló que, aunque la perovskita presenta una solubilidad retrógrada —disminuye a medida que sube la temperatura—, resulta posible que los electrones excitados por el láser puedan intervenir directamente en los procesos químicos de formación de cristales en otros materiales.
Las ventajas económicas y técnicas de este enfoque son evidentes. Según Harel, se trata de una solución sencilla que emplea láseres de bajo costo y posibilita una reducción considerable de los gastos de fabricación.
Space.com destaca que la formación precisa de cristales, unida a su bajo costo, resulta esencial para dispositivos como pantallas táctiles, paneles solares, sensores médicos y detectores ópticos. Además, la capacidad de “dibujar” cristales puede facilitar el desarrollo de instrumentos más accesibles y económicos para misiones espaciales, donde el material debe cumplir requisitos de precisión, resistencia y bajo peso.
En la próxima etapa del proyecto, el equipo planea utilizar múltiples láseres de distintas longitudes de onda para crear patrones cristalinos aún más complejos. Asimismo, ya comenzaron a probar estos materiales en dispositivos funcionales con el objetivo de determinar si pueden ofrecer mejor desempeño y menores costos de producción en aplicaciones reales. Harel subrayó a Space.com que este es el próximo desafío en el que están enfocados y esperan que sus hallazgos contribuyan a democratizar el acceso a tecnologías avanzadas en todo el mundo.
Últimas Noticias
H3N2, la gripe que pone a prueba a los sistemas de salud llegó a México: cuáles son los síntomas y cómo prevenir
El avance acelerado del subtipo H3N2 de influenza en Europa, con epicentro en Reino Unido, reveló una temporada invernal adelantada, más contagios y hospitales bajo presión. Ayer se confirmaron que ya hay más de 150 casos en México y el primero de subclado K
El cometa interestelar 3I/ATLAS reveló un resplandor verde inesperado
El cometa reapareció con un resplandor verdoso sobre la cima del Maunakea en Hawái y sorprendió a la comunidad astronómica
Robots y neurociencia buscan descifrar el misterio de las cosquillas
Un equipo de investigadores en Países Bajos utiliza tecnología robótica y mediciones neuronales para analizar por qué ciertos estímulos táctiles desencadenan risa, incomodidad o dolor. El fenómeno, estudiado también en animales, abre nuevas preguntas sobre la percepción, la evolución y los vínculos sociales
El cerebro y el campo cuántico: una hipótesis revolucionaria sobre el origen de la conciencia
Un estudio alemán sugiere que la mente podría surgir de la interacción entre las neuronas y la energía del punto cero, una fuente cuántica presente en todo el universo
Crean un biochip programable que puede transformar la manera en que la ciencia responda a futuras pandemias
Un dispositivo diseñado por el Instituto Weizmann promete acelerar el desarrollo de terapias, ofrecer pruebas inmunitarias precisas y permitir la adaptación inmediata ante la llegada de nuevos virus emergentes
