Un equipo internacional de científicos ha utilizado el microscopio de fuerzas atómicas para desarrollar un método que permite manipular los átomos y construir estructuras atómicas estables a temperatura ambiente. En el trabajo, que se publica en la revista Science, han participado Rubén Pérez y Pablo Pou, del departamento de Física Teórica de la Materia Condensada de la Universidad Autónoma de Madrid.

Las estructuras que permiten visualizar y manipular la materia átomo a átomo son los microscopios de proximidad, entre los que se incluyen el microscopio de efecto túnel y el de fuerzas atómicas (AFM, de 'Atomic Force Microscopy'), en el que se han basado para su trabajo los investigadores.

El futuro es la nanotecnología

El objetivo último de estos trabajos se dirige al desarrollo de dispositivos formados por estructuras atómicas  creadas de forma artificial para realizar una función determinada, algo que se integra en el ámbito de la Nanotecnología.

Los métodos de manipulación atómica anteriores consistían en ir empujando o arrastrando átomos de la superficie con la punta del microscopio y necesitaban temperaturas muy bajas. El método que publica Science está basado en el intercambio controlado de un átoma de la punta del microscopio por otro de la superficie cuando se aproximan lo suficiente.

Según explican los investigadores españoles, usando los átomos de la punta como 'tinta' se puede ir 'escribiendo' o 'dibujando' con el microscopio, repitiendo este proceso de intercambio en diferentes posiciones sobre la superficie, para formar estructuras complejas de forma muy eficiente. Los científicos han conseguido 'escribir' el símbolo químico del silicio "Si" sobre una superficie recubierta de átomos de estaño.

De uno en uno

Los autores han conseguido explicar el mecanismo atómico básico que está detrás de este proceso, así como determinar las condiciones en las que tiene lugar. Todo ello ha sido posible gracias a superordenadores que realizan simulaciones numéricas basadas en la mecánica cuántica.

La nueva técnica reduce de forma drástica el tiempo necesario para realizar estructuras atómicas complejas, puede utilizarse a temperatura ambiente y funciona en varias superficies semiconductoras. Los científicos añaden que sus resultados podrían incluso abrir la vía a la fabricación de 'qbits', los componentes básicos de un posible ordenador cuántico.