Construyen un microscópio capaz de ``ver'' la posición de los átomos

Juan Carlos Villa Soto ``El sistema de evaluación de la actividad académica no reconoce el valor del desarrollo de infraestructura. De hecho no está prevista la figura de quien se dedica a desarrollar instrumentos útiles para el trabajo científico.

Ante esta situación, es muy raro que los investigadores decidan desarrollar aparatos que se adecuen a sus necesidades de investigación''.

No obstante, el doctor Miguel Angel Huerta Garnica, investigador del Departamento de Estado Sólido y Criogenia del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM, se ha abocado durante los últimos cinco años al desarrollo de un Microscopio de Efecto Túnel.

Este tipo de microscopios, que fue desarrollado hace una década por los doctores Gerd Bining y Heinrich Rohrer, científicos del Laboratorio de Investigaciones IBM de Zurich y premios Nobel de Física 1986, tiene una resolución de 0.1 angstrom (un angstrom equivale a 0.0000000001 metros) lo que permite ``ver'' la posición de cada átomo de un cristal. El científico precisó que ``en sentido estricto no vemos los átomos, pues su tamaño típico es de un angstrom y la longitud de onda de la luz en el visible es de diez mil angstrom (una micra). En realidad se realiza un mapeo de la estructura electrónica del material, pasándolo de la escala atómica a una escala de centímetros en un monitor''.

El doctor Huerta Garnica dijo que este instrumento tiene una aguja muy fina montada en un sistema que permite moverla en tres dimensiones y aproximar la muestra a una distancia de unos cuantos angstrom. Cuando se aplica una diferencia de potencial entre estos dos electrodos (la aguja y la muestra) se establece una corriente eléctrica debido al ``efecto túnel''. Este efecto refiere la probabilidad de que el electrón fluya en el espacio vacío que hay entre estos dos electrodos.

El investigador aclaró que cuando un electrón llega al borde del metal enfrenta una barrera de potencial (en mecánica clásica veríamos una pelota que rebota en una pared); sin embargo, la teoría de la mecánica cuántica establece que eventualmente el electrón aparecerá del otro lado.

``Al controlar la corriente eléctrica que fluye entre los dos electrodos, se mantiene constante la separación de la aguja respecto del objeto sobre cuya superficie se mueve. Al 'barrer' sobre la superficie de la muestra podemos obtener una imagen tridimensional de ésta a nivel atómico'', acotó.

El doctor Huerta dijo que en este momento están estudiando superficies de monocristales de cobre. ``A estas superficies se les denomina ''escalonadas"; al cortar el cristal con un cierto ángulo se forma una escalera a nivel atómico". Señaló que estas superficies son sistemas unidimensionales que presentan propiedades muy interesantes.

``Se puede usar como sustratos para evaporar materiales magnéticos y estudiar la epitaxia metal-metal''. El físico comentó que se puede aprovechar el borde del escalón para formar hilos cuánticos magnéticos (hilos de dimensiones atómicas), que son una nueva forma de material. El diámetro de estos hilos es más pequeño que la longitud de onda de los electrones; en consecuencia, los electrones presentan efectos de confinamiento cuántico que puede tener importantes aplicaciones en el área de la electrónica. El instrumento que estamos desarrollando, agregó, satisface nuestras necesidades de investigación. ``Los equipos comerciales no son tan versátiles para acondicionarlos y estudiar lo que nos interesa. Además, la ventaja de desarrollar el instrumento es que se gana una gran experiencia, mientras que al comprar los instrumentos sólo aprendemos a oprimir teclas''. El riesgo, dijo, es que en ese tiempo te quedes fuera de todos los estímulos por productividad que marca la ``puntitis'' en el sistema de evaluación. ``Hemos invertido cinco años en este desarrollo, pero a largo plazo va a redituar más que la compra del equipo''.

Finalmente, el entrevistado destacó que la generación de nuevo conocimiento y el desarrollo de instrumentos de investigación son dos procesos que se retroalimentan, y que ambos deben gozar de pleno reconocimiento.