LABORATORIO NACIONAL DE NANOFABRICACIÓN

LABORATORIO NACIONAL DE NANOFABRICACIÓN

LABORATORIO NACIONAL DE NANOFABRICACIÓN



ANTECEDENTES
LANNAFAB

A inicios de 2007, durante la dirección del Dr. Sergio Fuentes Moyado, se promovió la construcción de un cuarto limpio en el recientemente nombrado Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN), con sede en Ensenada, Baja California, cuyo antecesor había sido el Centro de Ciencias de la Materia Condensada. La concreción de este proyecto fue resultado de un proceso de gestión de casi ocho años, que permitió su aprobación y posterior ejecución. El cuarto limpio pasó a formar parte de la Unidad de Nanofabricación (UNaFab), conformada por diferentes laboratorios distribuidos en el Centro de Nanociencias y Nanotecnología, el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California (CICESE), la Universidad de Sonora (UNISON) y la Universidad Kino de Hermosillo, Sonora (UK). Estas capacidades dieron cabida, en 2012, al Laboratorio Nacional de Nanofabricación (LaNNaFab). Cabe destacar que, a través del CICESE, este laboratorio nacional también colabora con el Laboratorio Nacional de Materia Cuántica: Materia Ultrafría e Información Cuántica del Instituto de Física de la UNAM.

A partir de 2010, en el CNyN se fortaleció la infraestructura destinada a la nanofabricación y, tras la participación en las convocatorias del entonces Conacyt para el establecimiento de Laboratorios Nacionales, en 2012 concluyó la construcción del cuarto limpio. Desde entonces, LaNNaFab se ha consolidado como un espacio para el desarrollo de investigación y docencia. Con el paso del tiempo, el laboratorio ha adquirido equipo de alta especialidad y capacitado a decenas de estudiantes en el manejo y fabricación de dispositivos a escalas micrométrica y nanométrica. Su ubicación en uno de los polos universitarios de investigación científica más cercanos a la frontera norte ha favorecido la interacción de investigadores y estudiantes con universidades y empresas de Estados Unidos y de otras partes del mundo.

Posteriormente, el Laboratorio Nacional de Nanofabricación (LaNNaFab) recibió apoyos destinados al mantenimiento de su infraestructura, lo que permitió, entre otras acciones, la sustitución de filtros del cuarto limpio clase 100 (ISO 5). Este espacio garantiza un nivel de pureza en el que no existen más de 100 partículas de 0.5 micrómetros o mayores por pie cúbico de aire.

De acuerdo con el Dr. Wencel de la Cruz, actual responsable de LaNNaFab, el trabajo en el cuarto limpio requiere una cultura meticulosa entre los usuarios para minimizar el transporte de partículas. Por ello, el ingreso se realiza a través de esclusas de aire y con ropa protectora, como capuchas, máscaras faciales, guantes, botas y overoles, que ayudan a contener las partículas. Asimismo, se restringe el ingreso de materiales como papel y lápiz, debido a que pueden desprender partículas durante su uso. En este espacio, investigadores y estudiantes fabrican dispositivos a escalas micrométrica y nanométrica, contribuyendo al avance de la investigación en dispositivos microelectrónicos, nanoelectrónicos y fotónicos, con posibles aplicaciones en computación cuántica y electrónica.

El Laboratorio Nacional de Nanofabricación forma parte de la UNaFab, cuyos laboratorios colaboran con el Laboratorio Nacional de Materia Cuántica: Materia Ultrafría e Información Cuántica (LANMAC), del Instituto de Física de la UNAM, en Ciudad Universitaria. La interacción entre grupos de investigación pertenecientes a estos laboratorios derivó recientemente en el desarrollo de una metodología para fabricar guías de onda tipo cresta, que podrán utilizarse en el desarrollo de circuitos fotónicos con posibles aplicaciones en tecnologías cuánticas, particularmente en comunicación y procesamiento de información cuántica.

Para LaNNaFab, el desarrollo de esta tecnología abre posibilidades tanto en aplicaciones de la computación clásica como en sistemas que integran recursos de cómputo clásico y cuántico. El Dr. Wencel de la Cruz, investigador del CNyN y experto en fabricación de dispositivos a escalas micrométrica y nanométrica, destaca que la formación y la investigación que realizan los jóvenes dentro de un cuarto limpio amplían sus oportunidades profesionales, debido a que las habilidades adquiridas en espacios con metodologías y cultura ultralimpia tienen alta demanda en compañías farmacéuticas, laboratorios médicos, la industria aeroespacial y centros de investigación de distintas partes del mundo. Esta formación especializada requiere una capacitación rigurosa que permite a los estudiantes operar directamente la infraestructura, conforme a los procedimientos y autorizaciones establecidos para el cuarto limpio de LaNNaFab.

En el cuarto limpio clase 100 es posible trabajar con tecnologías fotónicas y electrónicas a escalas micrométrica y nanométrica. Mientras que el desarrollo de dispositivos electrónicos convencionales cuenta con una industria global ampliamente consolidada, una parte de las líneas de investigación de LaNNaFab se orienta hacia dispositivos fotónicos y tecnologías cuánticas, ámbitos emergentes en los que la investigación académica puede realizar contribuciones relevantes y generar nuevas capacidades científicas y tecnológicas.

LaNNaFab trabaja con un enfoque multidisciplinario que articula capacidades del Centro de Nanociencias y Nanotecnología, el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada y la Universidad de Sonora. Las instituciones participantes aportan capacidades complementarias de fabricación, caracterización y análisis, mientras que el cuarto limpio con sede en el CNyN constituye uno de los espacios centrales para la fabricación de componentes electrónicos y fotónicos. LaNNaFab es un laboratorio abierto al desarrollo de líneas de investigación relacionadas con nanodispositivos y con aplicaciones electrónicas y fotónicas. Entre los proyectos que actualmente desarrollan los estudiantes se encuentran compuertas de espín, dispositivos ferroeléctricos y celdas solares basadas en nanoestructuras, además de otras actividades de investigación y docencia.

 

Dr. Wencel de la Cruz trabajando en la Lavadora de fotomáscaras, ubicada dentro del cuarto limpio clase 100 (ISO 5). Foto: Sandra Vázquez Quiroz.

Elipsómetro: Sistema para determinar el espesor y las propiedades ópticas de películas delgadas durante los procesos de fabricación de componentes electrónicos y fotónicos. Foto: Sandra Vázquez Quiroz.

El cuarto limpio de LaNNaFab, trabaja con tres campanas de extracción, diseñadas de manera única para absorber por separado: ácidos, solventes y material flamable. Foto: Sandra Vázquez Quiroz.