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Crean el primer semiconductor funcional hecho a partir de grafeno

2024-01-03

Redacción Ciencia, (EFE).- El primer semiconductor funcional fabricado a partir de grafeno ha sido creado por un equipo de investigadores estadounidenses y chinos, una tecnología que podría permitir crear dispositivos más pequeños y rápidos, así como tener aplicaciones en computación cuántica.

Este avance se explica en un estudio que publica Nature y firman investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia (EU) y de la Universidad de Tianjin (China), quienes consideran que abre la puerta a un nueva forma de hacer electrónica.

Los semiconductores, materiales que conducen la electricidad en determinadas condiciones, son componentes fundamentales de los dispositivos electrónicos y están hechos de silicio, pero este está llegando a su límite ante la creciente velocidad de los ordenadores y el menor tamaño de los aparatos.

La nueva investigación encabezada por Walter de Heer del Instituto de Tecnología de Georgia, buscó la forma de producir un semiconductor de grafeno compatible con los métodos de procesamiento de microelectrónica convencionales, una necesidad para cualquier alternativa viable al silicio.

El equipo logró superar “el obstáculo primordial” al que se ha enfrentado la investigación del grafeno durante décadas y la razón por la que muchos pensaban que la electrónica basada en este material nunca funcionaría, señaló el Instituto de Tecnología de Georgia en un comunicado.

Ese obstáculo es la llamada "brecha de banda", una propiedad electrónica que permite a los semiconductores encenderse y apagarse, pero que era una propiedad de la que carecía el grafeno, que en estado natural no es semiconductor.

"Ahora tenemos un semiconductor de grafeno extremadamente robusto” y que cuenta con propiedades “únicas no disponibles en el silicio", indicó De Heer.

El investigador empezó a explorar materiales basados en el carbono como posibles semiconductores al principio de su carrera y pasó a estudiar el grafeno bidimensional en 2001, al creer que tenía potencial para la electrónica.

El equipo logró cultivar grafeno en placas de carburo de silicio utilizando hornos especiales para hacer grafeno epitaxial, que cuando se fabricaba correctamente comenzaba a mostrar propiedades semiconductoras.

Durante 10 años perfeccionaron el material y alteraron las propiedades químicas del grafeno hasta conseguir una estructura perfecta capaz de actuar como un semiconductor de alta calidad que rivalizaba con el silicio.

Además es compatible con los procesos de fabricación de la microelectrónica convencional, lo que es necesario para una alternativa viable al silicio, destacó el Instituto de Tecnología de Georgia

El grafeno epitaxial “podría provocar un cambio de paradigma” en el campo de la electrónica, según De Heer, y permitir tecnologías completamente nuevas que aprovechen sus propiedades únicas.

Además, permite aprovechar las propiedades de onda mecánica cuántica de los electrones, requisito indispensable para la computación cuántica.