Óxidos para dispositivos electrónicos flexibles y transparentes
Las nanopartículas de óxidos metálicos tienen propiedades eléctricas, magnéticas y mecánicas que permiten producir dispositivos transparentes mediante el depósito siguiendo patrones sobre sustratos flexibles a temperaturas bajas. Esa es la razón por la que están recibiendo atención generalizada como tecnología que hará posible la electrónica de próxima generación. Con el fin de aprovechar al máximo sus posibilidades, un grupo de investigadores adoptó un enfoque global dentro del proyecto ORAMA (Oxide materials towards a matured post-silicon electronics era). La modelización de las propiedades de los materiales sirvió como complemento al trabajo de investigación experimental sobre la síntesis de óxidos adecuados para la iluminación de alta eficiencia energética, las pantallas electrónicas y la detección química. La síntesis de materiales se centró en óxidos semiconductores activos y óxidos conductores transparentes pasivos con estructuras binarias, ternarias y cuaternarias. Simulaciones avanzadas sirvieron como herramienta perfecta para los investigadores con el fin de modelizar las estructuras de bandas electrónicas, los mecanismos de dopaje y las propiedades ópticas de dichos materiales. Los investigadores también obtuvieron un modelo heurístico destinado a predecir la morfología de las láminas delgadas de óxidos depositados mediante procesos con plasmas y simularon con éxito el crecimiento de las láminas mediante la técnica de plasma de partícula en celda. Se desarrollaron tres prototipos, que son el resultado de un esfuerzo de colaboración entre distintas organizaciones, para demostrar las posibilidades de utilización de los nuevos materiales en productos concretos: una aplicación para volantes de dirección con pantallas e iconos reconfigurables, un esmaltado multifuncional y sensores de gases. Los investigadores utilizaron el depósito a baja temperatura libre de daños y técnicas de grabado aditivas para integrar los nuevos materiales en los conceptos de dispositivos. En el primer prototipo, los investigadores sustituyeron los conmutadores, las perillas, los controles deslizantes y los botones tradicionales por funciones en una pantalla táctil. Los nuevos materiales cargados positivamente para monitorizar gases a concentraciones bajas ofrecen la posibilidad de imprimir dichos sensores sobre sustratos flexibles. Sustituyendo el vidrio de las ventanas de automóviles por un acabado plástico en el tercer prototipo, el equipo logró reducir el coste y el peso. Los óxidos metálicos innovadores obtenidos en forma de láminas delgadas permiten desarrollar una nueva generación de dispositivos electrónicos transparentes y flexibles. Teniendo en cuenta que no contienen ningún material escaso y que son económicos y ecológicos, los óxidos metálicos tienen muchas posibilidades de sustituir al silicio en dispositivos electrónicos en un futuro próximo.
Palabras clave
Flexible, electrónica, láminas delgadas de óxidos, sensores, óxido metálico, silicio
