Foto: Para fabricar esta serie de transistores de nanotubos de carbono de alto rendimiento sobre una superficie plástica plegable se usó una técnica convencional de impresión.

Adaptando tecnología de impresión convencional, unos investigadores han desarrollado una forma barata y rápida de fabricar series uniformes de transistores de alto rendimiento con nanotubos de carbono sobre láminas de plástico flexible. El proceso podría acabar dando lugar a una herramienta para producir sensores y pantallas de gran superficie y bajo consumo.

Los transistores finos como películas hechos con nanotubos de carbono son atractivos para este tipo de aplicaciones porque son robustos y mecánicamente flexibles, y pueden ser mucho más eficientes en términos energéticos que los transistores de silicio. Además, se pueden aplicar en forma de solución o "tinta" y se pueden procesar a temperaturas relativamente bajas, lo que los hace compatibles con los sustratos plásticos.

Unos investigadores que usaron técnicas parecidas a las de la fabricación de circuitos integrados convencionales, ya habían hecho prototipos de series de transistores de nanotubos sobre plástico flexible, entre ellos redes de sensores que responden al tacto llamadas "piel electrónica" (ver "Una piel electrónica que emite luz al ser presionada"). Y ya se había logrado imprimir transistores de nanotubos de carbono, pero su rendimiento era pobre por diversos motivos, explica Ali Javey, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de California Berkeley (EE.UU.). Javey, que ha dirigido el nuevo trabajo, afirma es la primera demostración de series de transistores de nanotubos de carbono impresos que además demuestran un alto rendimiento de forma consistente, un paso importante hacia la fabricación en rollo continuo de este tipo de dispositivos.  

En un artículo publicado este mes en  Nano Letters, Javey y sus compañeros dan cuenta de cómo usaron un proceso de múltiples pasos para producir series de transistores con una movilidad de electrones mucho mayor que la demostrada por anteriores transistores de nanotubos de carbono impresos.

Una mayor movilidad hace que los transistores sean más eficientes y es clave para las pantallas, explica Javey, porque significa que hace falta menos voltaje para administrar la corriente que dé potencia a los diodos emisores de luz orgánicos (OLED por sus siglas en inglés). El método demostrado por este grupo "parece muy prometedor para pantallas de gran superficie, para cubrir toda una pared con una pantalla o una serie de sensores, por ejemplo", explica. "Si te enfrentas a unas superficies tan grandes, no resulta factible usar un proceso convencional por cuestiones de coste de fabricación".

Javey usa una versión de laboratorio de un conocido proceso de fabricación denominado huecograbado. En su montaje, el sustrato plástico se monta sobre un tambor cilíndrico que lo rueda sobre una superficie plana que sirve de máscara, en el que hay un patrón de agujeros llenos de tintas hechas con los materiales deseados. En un sistema de rollo, un segundo rollo serviría como máscara.

Por el momento, el  grupo de Javey se va a centrar en refinar el método de huecograbado para mejorar aún más el rendimiento de los transistores y hacer las series más uniformes. Con el tiempo, los investigadores esperan poder imprimir circuitos integrados más complejos que incluyan sensores y componentes de pantalla.