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ZAPPING 0236, 20-oct-2004
Poniendo y sacando electrones

El 23 de julio de 2004, investigadores de Zürich y Göteborg consiguieron poner y sacar electrones individuales de átomos de oro. Lo hicieron utilizando el STM (Scanning Tunnelling Microscope), con la idea de aplicar esta técnica en dispositivos de memoria informática que serán capaces de almacenar un bit en un único átomo.


Diagrama del STM ubicando un átomo de oro (amarillo) sobre la superficie de sal (cloro=verde, átomos de sodio=azul). La base de cobre es la lámina de esferas rojas

Se trata de científicos de Laboratorio de Investigación de IBM en Suiza y de la Universidad sueca de Chalmers/Göteborg.

La sorprendente noticia, comentada en PhysicsWeb por la editora jefe de Nanotechweb.org, da cuenta de que el STM fue armado a mano por los investigadores y que trabaja sobre átomos enfriados a entre 5 y 60 ºK.

Jascha Repp, de la empresa informática, declaró: "En 1990, Don Eigler, del Centro IBM de Investigaciones de Almaden, demostró que se podían poner átomos sobre una superficie con la precisión de un diámetro atómico. Ahora hemos dado el paso siguiente: manipulamos el estado de carga de un átomo sin siquiera moverlo y sin cambiar su entorno químico". Lo que hacen Repp y los suyos es absorber átomos de oro sobre la superficie de un film de cloruro de sodio aislado y de sólo dos o tres átomos de espesor.

Los "adátomos" se ubican por sí mismos encima de cada ión Cl-. Entonces los físicos aplican un pulso de voltaje usando el microscopio STM. Un voltaje de +0,6V durante algunos segundos hace caer la corriente túnel cerca de un tercio. La imagen del adátomo toma la forma de un sombrero mexicano, con una protrusión 0,5Å más pequeña que antes. Aplicando una corriente de -1V vuelve el adátomo a su estado inicial.


Los artistas de Almaden: la palabra "átomo" en japonés, escrita con átomos de hierro sobre una lámina de cobre utilizando el STM

Liz Kalaugher, de Nanotechweb, reporta que los experimentos comienzan con los átomos de oro neutrales. Luego, al aplicarles un potencial positivo, se vuelven iones. Es lo mismo que decir que se les retiró un solo electrón. Repp, por su parte, afirma que "Las características fisicoquímicas de los iones son cualitativamente diferentes de las de los mismo átomos en estado neutro. Por tanto, nuestro trabajo tendrá un gran impacto no sólo en la física, sino también en la química".

La colocación o remoción controlada de un solo electrón en o de un átomo individual es un paso decisivo hacia futuros dispositivos mono u oligoatómicos. Uno de los objetivos es, según IBM, llegar a crear bancos de memoria no volátil llevados al último límite espacial, o sea, almacenar un bit en un solo átomo. "Si conseguimos memoria de escala atómica prácticas, incrementaremos la cantidad de datos que pueden almacenarse en una superficie dad al menos diez mil veces", dice Repp.

Esta tecnología puede llegar a permitirnos "administrar", por decirlo de alguna manera, las propiedades materiales de los átomos, modificándolos a nivel subatómico. Estamos hablando de cambiar la cantidad de electrones, nada menos. "Cambiaremos, por ejemplo, la reactividad química, las propiedades ópticas, el momento magnético...

Dos átomos de oro sobre la lámina de NaCl. El de la izquierda ha sido despojado de un electrón, y se ha convertido en un ión (Au-)
Debido a la naturaleza de las fuerzas electrostáticas, que operan a grandes distancias, incluso podríamos modificar las propiedades de una molécula entera a través de la modificación del estado de un átomo ubicado cerca de ella", observa Repp.

El objetivo del equipo binacional suizo-sueco es estudiar las corrientes de electrones a través de estructuras construidas por el hombre, como esos films ultrafinos y completamente aislados del entorno. Repp afirma: "Estamos estudiando el modo de controlar la posición lateral de los átomos, así como la de moléculas más grandes. Queremos usar el contrel del estado de carga de los átomos sueltos para modificar la forma de esas estructuras de nivel atómico y también encender, apagar y guiar el desplazamiento de los electrones a través de ellas".

Más datos:

(Traducido, adaptado y ampliado por Marcelo Dos Santos (www.mcds.com.ar) de diferentes sitios de Internet)


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