Logran construir transistores a partir de una monocapa de fósforo análoga al grafeno.
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Para la carrera de un físico de materiales puede suponer todo un éxito dar con un material que se ponga de moda. Incluso se puede conseguir un premio Nobel con ello. Es lo que pasó con el grafeno, cuando hace casi 10 años se descubrieron las interesantes propiedades eléctricas que tenía. Aquí en NeoFronteras contamos algunos de los primeros pasos que se dieron al respecto.
Recordemos que el grafeno es simplemente una de las muchas capas monoatómica que componen el grafito. Posiblemente usted, amigo lector, ha pintado con trazos de grafeno sin ser consciente de ello cuando ha usado un lápiz.
Al principio, cuando consideraron investigar este material, simplemente aplicaban un trozo de cinta adhesiva a un trozo de grafito y la retiraban. Pequeños trocitos de grafeno se quedan así pegados a la cinta adhesiva entre trozos de grafito. Ahora ya se fabrican planchas de este material con una superficie considerable.
Desde entonces se ha intentado buscar aplicaciones a este material, a veces con éxito y a veces no tanto. Desde un principio se pensó en construir transistores de grafeno que sustituyeran a la electrónica de silicio. Pero el problema es que el grafeno es un conductor fenomenal y esto es bueno para ciertas aplicaciones, pero al no ser semiconductor no se presta muy bien a la construcción de transistores, aunque se hayan logrado algunos prototipos. De todos modos, IBM acaba de anunciar la comercialización de un chip para telefonía móvil fabricado en parte con grafeno.
El grafeno ha sido un material sobre el cual se han escrito multitud de artículos científicos, así que no es extraño que otros quieran dar con una fórmula de éxito similar.
Hace unas semanas veíamos por aquí cómo algunos proponían al estaneno (una monocapa de estaño) como nuevo material milagroso, pero todavía está sin implementar físicamente. También se ha propuesto usar MoS2, pero, pese a sus buenas cualidades semiconductoras, no es fácil obtener monocapas de él.
Ahora un grupo de investigadores de Purdue University propone al fosforeno, que es una capa monoatómica de átomos de fósforo.
La ventaja del fosforeno es que es un semiconductor similar a como también lo es el silicio, así que debería de ser más fácil construir transistores con él que con grafeno. De hecho, este grupo de investigadores ya ha conseguido los primeros prototipos de transistores, así que podría ser el nuevo material para el futuro de la nanoelectrónica.
Un semiconductor no es simplemente un material que conduce la electricidad no del todo bien. Lo fundamental es que posee una zanja de energía que el permite ser biestable y dejar pasar o no la corriente dependiendo de ciertas circunstancias, lo que permite los 0 y los 1 de la computación moderna, entre otras cosas. Por esta razón el fosoforeno se presta mejor que el grafeno a la hora de realizar transistores.
Peide Ye oyó a uno de sus colegas que había una forma de fósforo (el fósforo cristaliza de distintas maneras) tiene una estructura por capas, así que miró las propiedades en Wikipedia y en 30 minutos supo que tenía potencial.
Ye y sus colaboradores usaron entonces la técnica primitiva de la cinta adhesiva que ya se usó para el caso del grafito sobre cristales de fósforo negro y se pusieron manos a la obra.
A partir del material conseguido ya han logrado implementar transistores muy simples y demostrado que es posible integrar este material con otros materiales bidimensionales y con silicio.
Otros investigadores de otros centros de investigación se han sumado a explorar las posibilidades de este nuevo material.
De entrada se necesita obtener el fosforeno de una forma menos primitiva que usando cinta adhesiva para que tenga posibilidades. Pero lo que está por ver es si este, u otros materiales de moda, puedan competir con el silicio, material que les saca una enorme ventaja temporal. Además la industria está montada, con toda su maquinaria, sobre este elemento y hacer cambios al respecto puede ser demasiado costoso.
De hecho ya se investiga con siliceno, que es una monocapa de átomos de silicio, paso que, por otro lado, es bastante obvio al tener el silicio cuatro valencias al igual que el carbono.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4329 [1]
Fuentes y referencias:
Nota en Chemestry World. [2]
Artículo original. [3]
Ilustración: Peide Ye