Estudia Cinvestav materiales de baja dimensionalidad

La Unidad Querétaro del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) genera líneas de investigación para el estudio y fundamentos de materiales bidimensionales que den la pauta al desarrollo de nuevos materiales y aplicaciones.

Estos estudios se llevan a cabo en el Laboratorio de Materiales de Baja Dimensionalidad, de reciente creación, a cargo del investigador Andrés de Luna Bugallo, quien abundó que el objetivo de estos estudios se enfocan en la investigación de la dinámica de las partículas que generan estos materiales para aplicaciones particulares como transistores o fotodetectores, así como el diseño de microdispositivos.

“Cuando hablamos de materiales bidimensionales nos referimos a aquellos donde la partículas, en este caso los electrones, están confinados en dos dimensiones, es decir solamente pueden moverse a través de X-Y, es muy difícil que se muevan en el plano perpendicular. Un ejemplo es el grafeno, que es el más conocido; sin embargo, solo representa la punta del iceberg. Hace cinco o seis años, se empezó a ver que no solamente el grafeno era un material que se podía separar en capas para obtener una sola con dimensiones de entre seis y siete armstrongs de espesor”, explicó.

En ese sentido, De Luna Bugallo destacó que este laboratorio tiene líneas de investigación orientadas al estudio de materiales como los dicalcogenuros de metales de transición y sus propiedades.

“Lo que nosotros hacemos es trabajar con metales de transición, como el molibdeno (Mo) y tungsteno (W). Hemos encontrado que cuando hacemos materiales dicalcogenuros de metales de transición, basados en molibdeno y tungsteno, se convierten en semiconductores intrínsecos con posibles aplicaciones para fotodetectores, celdas fotovoltaicas, transistores, entre otras”, explicó.

Laboratorio especializado

El investigador abundó que estos proyectos de investigación se realizan en el Laboratorio de Materiales de Baja Dimensionalidad, creado con el apoyo del Programa para el Desarrollo Científico y Tecnológico (Prodecyt) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y la Unidad Querétaro del Cinvestav.

“La primera etapa de este laboratorio está compuesta por tres sistemas de técnica de depósito químico en fase de vapor (CVD, por sus siglas en inglés), reactores donde se realiza la síntesis de partículas, sistemas de extracción, porque si queremos trabajar con selenio, los metales son pesados y el equipo más importante, que es un microscopio de fuerza atómica (…) podemos caracterizar morfológicamente estos materiales además de ver o sondear la distribución electrónica o electrostática de estos dispositivos. Con este equipo vamos a poder estudiar la dinámica de las partículas de estos materiales”, puntualizó.

Andrés de Luna Bugallo destacó que la siguiente etapa de este laboratorio será la construcción de un cuarto limpio, para controlar y eliminar partículas ambientales mediante extracción de aire, lo que, dijo, permitirá un mejor estudio de materiales y el diseño de dispositivos.

“Este laboratorio lo vamos a hacer de uso común, va a ser muy útil a varios investigadores de aquí. Por ejemplo, en el área de Materiales Multifuncionales del doctor Rafael Ramírez Bon, para el diseño y nanofabricación de dispositivos o circuitos; también a los investigadores del Laboratorio Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico de Recubrimientos Avanzados (LIDTRA); es decir, todos los investigadores que quieran hacer dispositivos a través de sus materiales”, sostuvo.

Trabajo académico

El investigador del Cinvestav informó que en este laboratorio trabajan dos estudiantes de maestría, una de licenciatura y otro visitante, enfocados en la síntesis de materiales; uno de ellos es el estudiante de la Universidad Autónoma de Sinaloa, José Roberto Galindo López, que se encuentra en Cinvestav en un verano científico.

“Estoy contribuyendo con el doctor haciendo crecimiento de cristales. Estamos tratando de crecer tungsteno y hacer disulfuro (WS2) sobre una superficie de silicio (Si); se deposita el material sobre una película de silicio y lo metemos al reactor variando los parámetros para determinar cuáles son los indicados y los más óptimos para llevar a cabo el proceso de crecimiento; se saca la muestra para llevarla a caracterizar y la ponemos en el microscopio para identificar su crecimiento. También la llevamos al microscopio de fuerza para observar el relieve de las películas y determinar si son de monocapa o multicapa”, destacó.

Galindo López abundó que su participación en estas líneas de estudio le han permitido conocer nuevas aplicaciones de la química industrial en el área de materiales.

“Incursioné en esta área porque una de mis profesoras estudió aquí y me recomendó el Cinvestav como uno de los mejores lugares para estudiar materiales en México. Mi experiencia académica aquí ha sido muy positiva porque he aprendido muchas cosas, encontré una aplicación de mis conocimientos en química industrial e incursionar en un área que no es muy conocida, además de que he aprendido a utilizar los equipos del laboratorio”, explicó.

En ese sentido, el responsable del Laboratorio de Materiales de Baja Dimensionalidad del Cinvestav Unidad Querétaro, Andrés de Luna Bugallo, aseguró que el estudio y desarrollo de esta línea de investigación es novedosa a nivel nacional.

“Esta es una línea de estudio que está siendo poco abordada, se habla mucho de lo que se hace a nivel internacional, de hecho me invitaron a Francia a dar un seminario sobre el tema, pero de México no hay mucha investigación al respecto ni especialistas en los procesos de sintetización de estos materiales, de ahí la importancia de difundir. Estamos interesados en estudiar el fundamento de estos materiales, los fenómenos físicos que ocurren y la dinámica de las partículas”, concluyó.

Fuente: CONACYT.