El 'Quijote' más pequeño

En el Año Mundial de la Física y el del IV centenario del Quijote, un grupo del Instituto de Microelectrónica de Madrid (CSIC) ha escrito las 10 primeras líneas de la famosa obra en un espacio de dos por cuatro micras (millonésimas de metro), sobre una minúscula plaquita de silicio. "Para escribir todo el Quijote en español necesitaríamos un área equivalente a la suma de la superficie de las puntas de seis pelos humanos", dice Ricardo García, jefe de grupo. No pasa de ser una curiosidad, pero útil para "demostrar que existe ya la tecnología para hacerlo", en palabras de este investigador.

La técnica empleada fue desarrollada por el propio grupo hace unos años y tiene la ventaja de que puede transformar el silicio a escala del nanómetro -la milmillonésima parte de un metro, tres órdenes de magnitud menos que la micra-. Eso permite empaquetar más información en menos superficie, un objetivo permanente de la microelectrónica -las técnicas más habituales para fabricar los chips actuales funcionan a escala de milésimas de milímetro-. La técnica se basa en el microscopio de fuerzas atómicas, en el que una finísima punta observa la muestra a estudiar paseándose a cinco nanómetros de su superficie.

En este caso los investigadores generan un campo eléctrico entre el silicio y la punta del microscopio, y con eso consiguen que el vapor de agua ambiental se condense justo ahí, entre el silicio y la punta; el resultado es que se forma un menisco, una especie de puente de agua, de sólo 10 nanómetros de grosor. Ese menisco hará las veces de bolígrafo, puesto que un segundo voltaje hará que oxide el silicio y deje así una marca de sólo 10 nanómetros de diámetro. En cada letra hay unos 100.000 átomos.

Así, los investigadores sólo tienen que hacer un programa para que el microscopio recorra la placa de silicio escribiendo lo que se quiera. "Hemos tardado apenas 15 minutos en escribir este textito, después de varias pruebas, claro", dice García. Pero es porque lo difícil del trabajo se ha hecho antes.

Las aplicaciones de esta técnica van desde tratar de hacer chips a base de moléculas orgánicas hasta el papel electrónico, una lámina fina y flexible que cargue y descargue su contenido como si se borrara. "Los chips de silicio son muy potentes y tienen muchas aplicaciones, pero también limitaciones. Si quieres hacer etiquetas, por ejemplo, tienen que ser rígidas necesariamente. En cambio, con moléculas orgánicas se podrían hacer chips flexibles", explica. El objetivo es usar esta técnica para hacer crecer a las moléculas orgánicas en moldes de las dimensiones deseadas.

Es, además, una técnica muy flexible y de coste muy bajo. Sin embargo, hoy por hoy no podría competir con la microfotolitografía a la hora de hacer chips, porque es demasiado lenta: es secuencial, va grabando poco a poco sobre el silicio, en lugar de impresionar de golpe una gran área. El grupo, no obstante, trabaja ya en la posibilidad de usar los puentes de agua también en modo barrido.

El grupo de García lidera también un proyecto europeo para desarrollar un microscopio de fuerzas que además de observar la muestra pueda identificar su composición química, y que sea capaz de trabajar a temperatura ambiente. "En nanociencia, un instrumento que haga imagen a una resolución de nanómetro y al mismo tiempo proporcione información sobre las propiedades físicas y químicas, sería un gran avance", afirma este investigador.