I ricercatori del Twin Cities College of Science and Engineering dell'Università del Minnesota hanno inventato un più sicuro, e una tecnologia più semplice che consentirà di trasformare un gruppo "ostinato" di metalli e ossidi metallici in film sottili utilizzati in molti dispositivi elettronici, componenti per computer, e altre applicazioni.

La ricerca è pubblicata su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS) .

I ricercatori hanno lavorato con l'Ufficio per la commercializzazione della tecnologia dell'Università del Minnesota per brevettare la tecnologia e hanno già raccolto l'interesse dell'industria.

Molti metalli e i loro composti devono essere trasformati in film sottili prima di poter essere utilizzati in prodotti tecnologici come l'elettronica, mostra, celle a combustibile, o applicazioni catalitiche. Metalli "ostinati", tuttavia, che includono elementi come il platino, iridio, rutenio, e tungsteno, tra gli altri, sono molto difficili da convertire in film sottili perché richiedono temperature estremamente elevate (di solito più di 2, 000 gradi Celsius) per evaporare.

Tipicamente, gli scienziati sintetizzano questi film metallici utilizzando tecniche come lo sputtering e l'evaporazione del fascio di elettroni. Quest'ultimo consiste nella fusione e nell'evaporazione dei metalli ad alte temperature e nel consentire la formazione di un film sopra i wafer. Ma, questo metodo convenzionale è molto costoso, consuma molta energia, e può anche essere pericoloso a causa dell'alta tensione utilizzata.

Ora, I ricercatori dell'Università del Minnesota hanno sviluppato un modo per far evaporare questi metalli a temperature significativamente più basse, meno di 200 gradi Celsius invece di diverse migliaia. Progettando e aggiungendo ligandi organici, combinazioni di carbonio, idrogeno, e atomi di ossigeno, ai metalli, i ricercatori sono stati in grado di aumentare sostanzialmente le pressioni di vapore dei materiali, rendendoli più facili da evaporare a temperature più basse. Non solo la loro nuova tecnica è più semplice, ma rende anche materiali di qualità superiore facilmente scalabili.

"La capacità di creare nuovi materiali con facilità e controllo è essenziale per la transizione verso una nuova era di economia energetica, "ha detto Bharat Jalan, l'autore senior dello studio, un esperto di sintesi dei materiali, e professore associato e cattedra Shell presso il Dipartimento di ingegneria chimica e scienza dei materiali (CEMS) dell'Università del Minnesota. "C'è già un legame storico tra l'innovazione nella scienza della sintesi e lo sviluppo di nuove tecnologie. Milioni di dollari vanno a produrre materiali per varie applicazioni. Ora, abbiamo creato una tecnologia più semplice ed economica che consente materiali migliori con precisione atomica".

Questi metalli sono usati per fare una miriade di prodotti, dai semiconduttori per applicazioni informatiche alla tecnologia di visualizzazione. Platino, Per esempio, è anche un ottimo catalizzatore per la conversione e l'immagazzinamento dell'energia ed è in fase di studio per l'uso in dispositivi spintronici.

"Ridurre il costo e la complessità della deposizione di metalli e allo stesso tempo consentire la deposizione di materiali più complessi come gli ossidi giocherà un ruolo importante negli sforzi sia industriali che di ricerca, " disse William Nunn, uno studente laureato in ingegneria chimica e scienze dei materiali dell'Università del Minnesota, il primo autore dell'articolo, e un destinatario della borsa di studio Robert V. Mattern del dipartimento. "Ora che depositare questi metalli come il platino diventerà più facile, speriamo di vedere un rinnovato interesse per i materiali più complessi che contengono questi metalli ostinati".