El futuro de los transistores: Una alternativa al silicio y el grafeno

Más pequeño y más eficiente que  los chips electrónicos actuales, la Molidbenita podría ser un sustituto. En un artículo publicado online en la revista Nature Nanotechnology , el Laboratorio de Electrónica EPFL (Escuela Politécnica Federad de Lausana) publica un estudio que muestra que este material tiene ventajas sobre el silicio tradicional o el grafeno para su uso en aplicaciones electrónicas.  El descubrimiento hecho en la EPFL podría desempeñar un papel importante en la electrónica, permitiendo  hacer transistores más pequeños y energéticamente más eficientes. La investigación llevada a cabo en el Laboratorio de Electrónica y estructuras a nanoescala  ha revelado que molibdenita, o MoS2, es un semiconductor muy eficaz. Este mineral, que es abundante en la naturaleza, a menudo se utiliza como elemento de las aleaciones de acero o como aditivo en lubricantes. Pero aún no había sido estudiado para uso en electrónica.  ”Es un material de dos dimensiones, muy delgado y fácil de usar en nanotecnología. Tiene un verdadero potencial en la fabricación de transistores muy pequeños, diodos emisores de luz (LED) y células solares”, dice el profesor de la EPFL, Andras Kis, cuyos colegas M. Radisavljevic, Radenovic y M. Brivio han trabajado con él en el estudio. Él compara sus ventajas con dos otros materiales: silicio, actualmente el principal componente utilizado en  chips electrónicos e informáticos, y el grafeno, cuyo descubrimiento en 2004 hizo ganar a los físicos Geim André y Novoselov Konstantin el  Premio Nobel de Física en 2010. Una de las ventajas de la molibdenita es que es menos voluminosa que el silicio, que es un material tridimensional. “En una hoja de 0,65 nanómetros de espesor, los electrones pueden moverse con tanta facilidad como en una hoja de 2 nanómetros de grosor de silicio”, explica Kis. “Pero no es posible en la actualidad fabricar una lámina de silicio tan fina como una hoja de monocapa de MoS2.” Otra ventaja de la molibdenita es que puede ser utilizada para fabricar transistores que consuman 100 mil veces menos en estado de espera que los transistores de silicio tradicionales. Un semiconductor con una “brecha” se debe utilizar para convertir un transistor encendido y apagado, y una placa de molibdenita de 1,8 brecha electrón-voltios es ideal para este propósito. Mejor que el grafeno.   En la física de estado sólido, la teoría de banda es una forma de representar la energía de los electrones en un material determinado. En los semiconductores, los espacios libres de electrones entre estos grupos, la llamada “banda de las lagunas.” Si el espacio no es demasiado pequeño o demasiado grande, algunos electrones saltan a través del boquete. Por lo tanto, ofrece un mayor nivel de control sobre el comportamiento eléctrico del material, que puede ser encendido y apagado fácilmente. La existencia de esta brecha en la molibdenita también le da una ventaja sobre el grafeno. Considerado hoy por muchos científicos como el material de la electrónica del futuro, el “semi-metal” grafeno no tiene hueco, y es muy difícil de reproducirlo artificialmente en el material.

Autor: Michale Michelles

Enlace original: New transistors: An alternative to silicon and better than graphene