La microscopía de barrido de efecto túnel permite controlar la difusión de átomos enterrados bajo una superficie

Un equipo de investigación en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha construido un modelo teórico que explica cómo la microscopía de barrido de efecto túnel (STM, por sus iniciales en inglés) permite controlar la difusión de átomos ligeros enterrados bajo una superficie. El estudio ha sido publicado en la revista Physical Review Letters, editada por la Sociedad Americana de Física.

El principio que permite a la microscopía de barrido de efecto túnel manipular elementos bajo una superficie se basa en la inyección de corrientes de electrones balísticos usando la finísima punta del microscopio como un cañón nanoscópico de electrones. Estas corrientes inducen vibraciones en los átomos absorbidos y activan su difusión. La microscopia STM se emplea rutinariamente para obtener imágenes de superficies y para manipular los átomos y moléculas depositados sobre ellas.

“En nuestro trabajo, hemos descrito teóricamente cómo influye la corriente túnel en el transporte de átomos de hidrógeno en paladio. Nuestro modelo teórico proporciona, además, una predicción cuantitativa de la cantidad de hidrógeno que puede ser transportado, y a qué velocidad, bajo diferentes condiciones experimentales”, explica el investigador del CSIC Pedro de Andrés, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid.

Por el momento, la manipulación efectiva de átomos y moléculas enterrados se limita a los elementos más ligeros de la tabla periódica. No obstante, los investigadores responsables de este estudio creen que en un futuro esta técnica podría tener aplicaciones en campos como el almacenamiento de hidrógeno o procesos químicos industriales basados en catálisis. “Sabemos que el aumento de la cantidad de hidrógeno en una superficie de paladio facilita la síntesis catalítica de hidrocarburos, e influye en otras reacciones que tienen múltiples usos en el campo de la energía y los fertilizantes, entre otros”, concluye el investigador del CSIC.

Esta investigación ha sido fruto de la colaboración entre el Donostia International Physics Center, el Centro de Física de Materiales de San Sebastián, centro mixto del CSIC y la Universidad del País Vasco, y la Facultad de Químicas de la Universidad del País Vasco.

 

 

  • M. Blanco-Rey, M. Alducin, J. I. Juaristi, P. L. de Andres. Diffusion of Hydrogen in Pd Assisted by Inelastic Ballistic Hot Electrons. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.115902

Nota de prensa (pdf 134K) [Descargar]

Medio Departamento de Comunicación http://www.csic.es

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