Los nanodiamantes son los mejores amigos del microingeniero
Los dispositivos son cada vez más pequeños y tienen más funcionalidades y mayor rendimiento, pero las nuevas aplicaciones exigen que resistan condiciones extremas. El proyecto «Nano-diamond building blocks for micro-device applications» (NANODIA), financiado por la Unión Europea, estudió las posibilidades del diamante nanocristalino abordando los aspectos que actualmente obstaculizan su utilización. Sus experimentos iniciales estaban destinados a mejorar la uniformidad y densidad de la nucleación, el primer paso de la cristalización. También trabajaron para promover el crecimiento de láminas nanocristalinas de diamante mediante láminas de semilla. Los científicos demostraron una mejora de la nucleación y del crecimiento de las láminas después de depositar láminas de semilla metálicas sobre silicio pulido a espejo. Ciertos metales que forman carburos rápidamente sirvieron para generar la mayor densidad de cristales de nanodiamante, con lo cual se obtuvieron láminas nanocristalinas de diamante densas, uniformes y muy lisas. Además, la mejora del paso de generación de las semillas no estaba relacionada con la morfología del sustrato sino más bien con la química superficial del sustrato y el tipo de nanopartículas de diamante. Los científicos también estudiaron la dinámica del crecimiento de láminas de nanodiamante y carbono con estructura similares a diamante obtenidas mediante procesos distintos de depósito. La microscopia de fuerzas atómicas permitió analizar la evolución de una morfología superficial con aspecto de coliflor. Por primera vez se describió el desarrollo de estos patrones superficiales intrincados en términos de fractales, los cuales se observan en todas partes en sistemas vivos y no vivos. Finalmente, los investigadores estudiaron el comportamiento de los nanodiamantes en microcontactos deslizantes con aplicación industrial en microsistemas con piezas mecánicas móviles. También trabajaron para optimizar las sondas de microscopio de fuerzas atómicas hechas totalmente de diamante desarrolladas recientemente con fines comerciales. Sus esfuerzos se centraron en las láminas delgadas de diamante dopadas con boro de alto rendimiento para las puntas. Las pruebas demostraron que la tasa de desgaste aumentaba drásticamente con el nivel de dopaje con boro, el cual también estaba relacionado directamente con láminas más blandas y con mayor nanoindentación. NANODIA proporcionó información valiosa sobre la creación de láminas delgadas de diamante sintético nanocristalino para aplicarlas en nanodispositivos. Las actividades del proyecto establecieron una base para usarla en microdispositivos de diamante que necesitan propiedades superiores mecánicas, químicas y térmicas.
Palabras clave
Nanocristalino, diamante, nucleación, láminas delgadas, capas de semilla, fractales, sondas para microscopio
