El molibdeno trióxido (MoO3) es un material con propiedades especiales que lo convierten en un candidato ideal para aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos y fotónicos integrados en chip. Este compuesto, que en su forma estable se conoce como α-MoO3, está formado por capas de nanocristales con forma de octaedro y tiene propiedades ópticas especiales, como la birrefringencia, que consiste en separar en dos haces de luz distintos cualquier rayo de luz que lo atraviese, las cuales son altamente valoradas en la fabricación de componentes fotónicos. Sin embargo, hasta ahora ha sido un desafío desarrollar películas delgadas de α-MoO3 con una calidad cristalina suficiente y la orientación deseada de las nanoplaquetas que las componen, lo cual impedía aprovechar al máximo sus propiedades en aplicaciones tecnológicas.

En este trabajo, las investigadoras e investigadores del equipo han conseguido desarrollar una técnica de fabricación que permite la creación de películas ultradelgadas formadas por una red densa de nanoplaquetas de α-MoO3, con una excelente uniformidad (todas las nanoplaquetas tienen el mismo tamaño) y con control de la orientación cristalográfica. Estas películas, gracias a sus propiedades en el espectro visible de la luz, abren nuevas posibilidades para la integración de este material en dispositivos de chip multicapa del campo de la nanofotónica.

El proceso de obtención de la película de nanoplaquetas de α-MoO3 comenzó con la exfoliación de cristales desordenados de α-MoO3 en solventes elegidos para obtener nanoplaquetas ultradelgadas sueltas. Estas nanoplaquetas fueron luego arrancadas y depositadas sobre sustratos previamente tratados gracias al método de deposición por láser pulsado del grupo, lo que formó una red densa y uniformemente distribuida. Posteriormente, se utilizó una técnica de recocido térmico para mejorar la calidad cristalina y la adhesión de las nanoplaquetas al sustrato.
El equipo de investigación planea realizar más trabajos en esta línea para conseguir en el futuro la formación de una estructura multicapa la que tendrá también aplicaciones en el diseño de futuros dispositivos ópticos y optoelectrónicos integrados.
El molibdeno (Mo) en la naturaleza es un elemento con una concentración de 1,5 ppm en la corteza continental y 10 ppm en la corteza oceánica, donde es más abundante. Este elemento aparece como subproducto de la minería de cobre y plata. Sin embargo, el molibdeno es más común que otros elementos que se utilizan actualmente en la fabricación de dispositivos, por lo que se considera un material sostenible.

Artículo: E. Nieto-Pinero, S. Negrete-Aragón, I. Muñoz Ochando, M. Vondráček, B. Galiana, R.J. Pelaéz, B. Maté, S. López-Andrés, R. Serna “Building nanoplatelet α-MoO3 films: A high quality crystal anisotropic 2D material for integration”. Applied Surface Science Volume 6721 Article number 160871

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