El equipo ha demostrado que estudiar la fricción también permite detectar errores. Foto: Akshat Sharma/Unsplash

El Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), entidad dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, lidera junto a la Universidad Autónoma de Madrid un trabajo que ha logrado demostrar la efectividad de una nueva técnica para detectar defectos en materiales finísimos, de apenas unos átomos de grosor.

El trabajo, que acaba de publicarse en la revista Nature Communications, viene a responder a una demanda acuciante de la industria de los superconductores y chips electrónicos: a medida que los dispositivos electrónicos son cada vez más pequeños, minúsculos defectos en los materiales que los componen pueden resultar críticos y provocar fallos en los dispositivos, por lo que ser capaces de detectarlos es crucial. 

Para lograrlo, este equipo ha usado microscopía de fuerza lateral (LFM), una técnica que arrastra una punta finísima, de apenas unos átomos de grosor, sobre el material. Con esto, han sido capaces de registrar la fuerza de rozamiento entre dos capas y, más importante, de detectar defectos subsuperficiales, los que quedan ocultos bajo la capa superior y son los más difíciles de localizar. 

"Se daba por hecho que la fricción solo nota la capa más externa de un material, pero hemos demostrado que también lleva información de lo que hay debajo, y que se puede leer con un instrumento sencillo", afirma Guilherme Vilhena, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid y uno de los líderes del estudio. 

Cristina Gómez-Navarro, investigadora en la Universidad Autónoma de Madrid y también autora principal del trabajo, explica que cada defecto en el material “deja una huella característica”. Así, “una vacante en la superficie produce una señal de caída y subida, mientras que una vacante enterrada genera solo una barrera de salida, sin la caída de entrada”. Es esa diferencia la que revela no solo dónde está el defecto, sino a qué profundidad.

De este modo, combinando los experimentos con simulaciones computacionales, este equipo de trabajo ha demostrado además que el mecanismo es geométrico: “Esto implica que la técnica debería funcionar igual cualquier material bidimensional”, añade el investigador de la UAM Aitor Zambudio, también miembro del equipo.

"Lo más sorprendente es que una técnica tan simple alcance la sensibilidad necesaria para 'ver' un átomo que falta por debajo de la superficie y, además, distinguir a qué profundidad está", señala Óscar Javier Gutiérrez, también investigador en el ICMM-CSIC y primer autor del trabajo.

Un trabajo clave en la industria de los chips

Los investigadores defienden que este trabajo no solo supone un hito en el campo de la microscopía de sonda de barrido, al llevar la técnica hasta su límite, sino que además abre una vía de gran impacto para la industria de los chips semiconductores y el control de calidad de los futuros dispositivos.

El trabajo es fruto de la colaboración entre el grupo de Guilherme Vilhena en el ICMM-CSIC y el grupo de Cristina Gómez-Navarro en la UAM, en el marco del Campus de Excelencia Internacional UAM+CSIC, con la participación de la Universidad de Murcia y la Universidad Jaguelónica de Cracovia (Polonia). 

Referencia:

Oscar Gutiérrez-Varela, Aitor Zambudio, Pablo Ares, Julio Gómez-Herrero, Enrico Gnecco, Jaime Colchero, J. G. Vilhena*, and Cristina Gómez-Navarro. Unveiling Surface and Subsurface Atomic Vacancies in MoS2 with Lateral Force Microscopy. Nature Communications. DOI:  10.1038/s41467-026-75151-0 

Friday, July 24, 2026 - 12:49