Nuevo método para nuevos materiales
Proceso de producción de bajo coste de nitruros de metales de transición de gran demanda industrial
Un equipo de investigadores de la Universidad Otto von Guericke de Magdeburgo ha desarrollado un nuevo proceso para producir nitruros de metales de transición de forma más barata y eficiente desde el punto de vista energético. Dotados de funcionalidades adicionales y relacionadas con la aplicación, estos materiales innovadores podrían desempeñar en el futuro, entre otras cosas, un papel clave en la electrónica y la tecnología de la comunicación y, por ejemplo, mejorar notablemente la transmisión de datos en las redes de telefonía móvil.
En el marco de un proyecto de investigación financiado con 2,8 millones de euros por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), los físicos pretenden utilizar por primera vez la denominada técnica de epitaxia por pulverización catódica para producir estos compuestos químicos de forma eficiente y adaptada a aplicaciones específicas, así como para optimizar las propiedades de los nitruros de metales de transición de tal manera que, como resultado, sean posibles campos de aplicación tecnológica totalmente nuevos.
El profesor Martin Feneberg, que dirige el proyecto de investigación junto con su colega, el profesor Armin Dadgar, explica que los nitruros de metales de transición desempeñan un papel clave en la ciencia de materiales. "Los compuestos de nitruro de metales de transición procedentes de elementos como el titanio o el vanadio poseen unas propiedades físicas extraordinarias", afirma. "Son especialmente duraderos, resistentes al calor y químicamente estables, propiedades que los hacen muy atractivos para innumerables aplicaciones industriales".
El profesor Dadgar continúa explicando que estas propiedades de los materiales abren un nuevo potencial tecnológico, especialmente en electrónica, donde los nitruros de metales de transición pueden utilizarse como recubrimientos de transistores de alto rendimiento o como materiales conductores para una transmisión de datos rápida y eficaz. "En la tecnología de telefonía móvil y la optoelectrónica en particular, estos materiales son muy prometedores. Para satisfacer los crecientes requisitos de velocidad de transmisión de datos 5G, las células de radio deben ser cada vez más pequeñas y potentes. Los nitruros de metales de transición podrían desempeñar un papel fundamental en este sentido".
La técnica de epitaxia por pulverización catódica permite producir capas finas de nitruros de metales de transición a temperaturas más bajas y por un coste considerablemente menor. "Con este proceso, se coloca un gas, normalmente argón, en una cámara bajo una corriente eléctrica y se forma plasma", explica el profesor Dadgar. "Las partículas ricas en energía del plasma se encuentran con un material denominado diana y liberan átomos, que luego se depositan en una estructura cristalina ordenada sobre una superficie. Estas capas ordenadas son especialmente beneficiosas para las aplicaciones electrónicas".
Los investigadores de Magdeburgo se centran en los compuestos de titanio e itrio, de gran interés para su uso en transistores de alto rendimiento y dispositivos energéticamente eficientes. "Aquí, en la Universidad de Magdeburgo, estamos marcando una pauta innovadora en la investigación de materiales con este método, que ahora esperamos seguir desarrollando con el apoyo de la UE", explica el profesor Feneberg.
Una parte importante del proyecto consiste en formar a jóvenes científicos. Las tesis de máster y doctorado elaboradas en el marco del proyecto deben contribuir a consolidar los hallazgos obtenidos y aplicarlos en la práctica. "A largo plazo, esperamos no sólo impulsar la investigación en Magdeburgo, sino también reforzar la capacidad innovadora y los conocimientos tecnológicos de toda la región", subraya el profesor Feneberg.
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