La tecnología podría permitir dispositivos electrónicos más pequeños y más rápidos y podría tener aplicaciones para la computación cuántica.
Grafeno: El Futuro de la Electrónica
Nuevo Material
Científicos del Instituto Tecnológico de Georgia han logrado un avance significativo en el campo de la electrónica con la fabricación del primer semiconductor funcional hecho de grafeno.
Este material, compuesto por una sola capa de átomos de carbono, presenta enlaces extremadamente fuertes. Los semiconductores son esenciales en dispositivos electrónicos, y este descubrimiento abre nuevas posibilidades en el diseño y la eficiencia de estos dispositivos.
Superando los límites del Silicio
En un contexto donde el silicio, base de la electrónica moderna, alcanza sus límites debido a la demanda de dispositivos más pequeños y rápidos, este desarrollo es particularmente relevante. Walter de Heer, profesor en Georgia Tech y líder del equipo de investigación, en colaboración con expertos en Atlanta y Tianjin, China, han producido un semiconductor de grafeno compatible con los métodos convencionales de procesamiento microelectrónico, superando uno de los grandes retos en la búsqueda de alternativas al silicio.
El gran desafío del Grafeno
Publicado en la revista Nature, este estudio aborda el principal obstáculo que ha limitado el uso del grafeno en la electrónica durante décadas: la ausencia de una «brecha de banda», una propiedad electrónica clave para la operación de los semiconductores. De Heer y su equipo han logrado introducir esta brecha en el grafeno, multiplicando por diez la movilidad en comparación con el silicio y añadiendo propiedades únicas no disponibles en este último.
Un Semicondutor Tipo Nuevo
De Heer ha investigado los materiales basados en carbono como semiconductores desde el inicio de su carrera, cambiando su enfoque al grafeno en 2001. Su equipo logró un avance al cultivar grafeno sobre obleas de carburo de silicio en hornos especiales, produciendo grafeno epitaxial, que mostraba propiedades semiconductoras al ser correctamente fabricado.
Proceso Innovador
El grafeno natural es un semimetal, no un semiconductor ni un metal. Para que funcione como un transistor, el material semiconductivo debe ser manipulado extensamente. El equipo utilizó una técnica llamada «dopaje», agregando átomos que donan electrones al sistema, para probar sin dañar el material. Este método confirmó la alta movilidad del grafeno y su eficiencia superior en comparación con otros semiconductores 2D.
Avance hacia la electrónica basada en Grafeno
Este desarrollo podría marcar un cambio de paradigma en la electrónica, permitiendo tecnologías completamente nuevas que aprovechan las propiedades únicas del grafeno. Además, el material facilita el uso de las propiedades ondulatorias cuánticas de los electrones, esencial para la computación cuántica.
Un futuro electrónico con Grafeno
De Heer compara este momento con los inicios de la aviación de los hermanos Wright, sugiriendo un futuro donde el grafeno podría ser tan revolucionario para la electrónica como lo fue el avión para el transporte. Este avance representa un paso más en la evolución de la electrónica, abriendo un camino hacia generaciones futuras de dispositivos electrónicos y computación.
Vía gatech.edu
