Tendencias21
Allanado el camino para la sustitución del silicio en electrónica

Allanado el camino para la sustitución del silicio en electrónica

Un grupo de ingenieros y físicos norteamericanos ha comprobado en laboratorio algunas propiedades electrónicas del grafeno que, hasta hoy, eran solamente una posibilidad. La novedad es que sus electrones pueden interactuar fuertemente entre sí, en un comportamiento similar a la superconductividad que se observa en algunos metales y materiales complejos. El hallazgo podría provocar la sustitución del silicio como material base para el desarrollo de semiconductores, creando dispositivos más rápidos y eficaces que los actuales. Por Pablo Javier Piacente.

Allanado el camino para la sustitución del silicio en electrónica

Un nuevo avance en el empleo del grafeno para el desarrollo de distintos dispositivos electrónicos se habría concretado gracias a una investigación realizada por ingenieros e investigadores de la Universidad de Rutgers. El principal hallazgo se relaciona con el descubrimiento de nuevas propiedades electrónicas en este revolucionario material.

Las nuevas características halladas en el grafeno eran consideradas hasta el momento como posibles por los especialistas, pero ahora se han obtenido resultados concluyentes en el laboratorio. La novedad es que los electrones pueden interactuar fuertemente entre sí, en un comportamiento similar a la superconductividad que se observa en algunos metales y materiales complejos.

La fuerte interacción entre los electrones, también llamada comportamiento correlacionado, no se había podido comprobar hasta hoy en el grafeno, a pesar de la gran cantidad de intentos desarrollados por los especialistas. La investigación fue publicada en Internet por la revista Nature y por el portal especializado Science Daily, siendo previamente difundida mediante un artículo de prensa de la Universidad de Rutgers.

El trabajo de los expertos de la Universidad de Rutgers, dirigidos por el profesor Eva Andrei, ha demostrado que los fracasos anteriores para observar el comportamiento de correlación entre los electrones en el grafeno no se debía a la naturaleza física del mismo, sino a la interferencia del material de apoyo empleado junto a las muestras de grafeno o al tipo de sondas eléctricas utilizadas para estudiarlo.

¿Se abre un nuevo camino en la aplicación del grafeno?

De acuerdo al equipo de trabajo de Rutgers, estos resultados deberían alentar a ingenieros y científicos a proseguir el desarrollo del grafeno y materiales relacionados para futuras aplicaciones electrónicas, incluida la sustitución del silicio como material base para el desarrollo de semiconductores. Teniendo en cuenta estas propiedades descubiertas en el grafeno, podrían desarrollarse con este material dispositivos electrónicos más rápidos y eficaces.

Como ya se ha indicado en otras recientes investigaciones, y como la mayoría de los expertos de la industria cree, la tecnología basada en el silicio llegaría a los límites de su rendimiento en poco más de una década. Por consiguiente, este descubrimiento sobre las propiedades del grafeno podría ser importante para el avance en materiales complementarios a emplearse en la industria electrónica.

El comportamiento colectivo de los electrones en el grafeno también se ha podido comprobar debido al denominado “efecto Hall cuántico” (FQHE, Fractional Quantum Hall Effect). El FQHE se había observado hasta hoy en semiconductores basados en sistemas electrónicos tridimensionales, donde los electrones son partículas masivas que obedecen a la dinámica convencional, contraria a la dinámica relativista de partículas sin masa.

Sin embargo, no se había comprobado hasta el momento que los electrones ultra-relativistas del grafeno serían capaces de exhibir los fenómenos colectivos que dan lugar al efecto Hall cuántico. Los especialistas de Rutgers se sorprendieron al comprobar que este efecto es aún más importante en el grafeno que en los materiales semiconductores estándar.

Los pasos de la investigación

Entre los distintos descubrimientos que posibilitaron este avance, que podría transformarse en un nuevo e importante paso hacia la fabricación de chips de grafeno, entre otras aplicaciones, el grupo de ingenieros e investigadores de la Universidad de Rutgers halló que las impurezas e irregularidades en la delgada capa de dióxido de silicio que acompañaba al grafeno en los experimentos y pruebas previas estaba impidiendo el logro de las condiciones exactas que necesitaban los especialistas.

Otro paso decisivo fue diseñar y fabricar una sonda eléctrica que no interfiera en los procesos, algo que Andrei y su equipo habían marcado como uno de los principales escollos a superar, teniendo en cuenta que se trataba de una de las razones por las cuales habían fracasado otras investigaciones similares sobre el grafeno.

Estas decisiones y hallazgos fueron las que permitieron observar y demostrar el fenómeno denominado como comportamiento correlacionado en el grafeno. Asimismo, en los últimos meses otras investigaciones académicas y grupos corporativos han avanzado en distintas técnicas de producción del grafeno, algo que impulsará una mayor investigación sobre las potenciales aplicaciones de este material.

Vale destacar que junto a Andrei participaron de esta investigación Xu Du, especialista de la Universidad Stony Brook; Ivan Skachko, post-doctorado de Rutgers; Fabian Duerr, estudiante de maestría, y Adina Luican, estudiante de doctorado de la misma universidad. La investigación fue subvencionada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, la National Science Foundation y el Institute for Complex Adaptive Matter and Alcatel-Lucent.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • El contacto con la naturaleza cambia nuestra percepción del tiempo 28 marzo, 2024
    Investigaciones recientes y en particular un nuevo estudio han demostrado que la naturaleza puede regular nuestro sentido del tiempo: estar en ámbitos naturales puede cambiar la forma en que experimentamos el tiempo y, tal vez, brindarnos la sensación de abundancia de tiempo que las exigencias de la vida contemporánea suelen reducir drásticamente.
    Pablo Javier Piacente
  • El derretimiento de los polos modifica la velocidad a la cual gira la Tierra 28 marzo, 2024
    Un nuevo estudio ha descubierto que la redistribución de la masa procedente del derretimiento del hielo polar está cambiando la velocidad a la que gira nuestro planeta. No se trata de algo anecdótico, ya que modifica la duración del año en la Tierra: los cambios han derivado en que el segundo intercalar previsto para restar […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren el primer hogar del Homo Sapiens fuera de África 28 marzo, 2024
    El primer hogar que acogió al Homo Sapiens cuando emigró de África fue la así llamada Meseta Persa, donde vivió unos 20.000 años e interactuó con los neandertales hasta que oleadas de estas poblaciones se dispersaron y se asentaron por toda Eurasia.
    Redacción T21
  • Los astrónomos observan un misterioso glóbulo cometario vagando por el cosmos 27 marzo, 2024
    Utilizando el Telescopio de rastreo VLT (VST) los científicos han producido una imagen impactante de GN 16.43.7.01, un glóbulo cometario situado a 5.000 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Escorpio. Se trata de pequeñas y débiles nubes interestelares de gas y polvo cósmico, con una forma similar a la de […]
    Pablo Javier Piacente
  • Sería inminente el hallazgo de vida extraterrestre en Europa, una de las lunas de Júpiter 27 marzo, 2024
    Basado en experimentos recientes, un grupo de científicos determinó en un nuevo estudio que un instrumento en particular a bordo de la futura misión Europa Clipper de la NASA, denominado SUrface Dust Analyzer, era tan sensible que probablemente podría detectar signos de vida extraterrestre en granos individuales de hielo expulsados por Europa, la luna helada […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿La criopreservación es el paso necesario para la resurrección moderna? 27 marzo, 2024
    En España hay cinco casos de personas sometidas a criopreservación después de fallecer, a la espera de que la tecnología permita, tal vez, volverlos a la vida en los años 50 de este siglo.
    José Luis Cordeiro (*)
  • Crean un cerebro fantasma en forma de cubo impreso en 3D 27 marzo, 2024
    Investigadores austriacos han desarrollado un modelo de cerebro impreso en 3D basado en la estructura de las fibras cerebrales visibles mediante imágenes de resonancia magnética. Permite estudiar la compleja red neuronal con una precisión sin precedentes.
    Redacción T21
  • El océano se está desgarrando 26 marzo, 2024
    2.000 terremotos en un día en Canadá insinúan el nacimiento de una nueva corteza oceánica frente a la costa de la isla de Vancouver: está a punto de nacer a través de una ruptura magmática en las profundidades del mar.
    Pablo Javier Piacente
  • Simulan una explosión termonuclear en un superordenador 26 marzo, 2024
    Una simulación por superordenador nos brinda nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones: al evocar la explosión termonuclear que tiene lugar cuando estos monstruos cósmicos devoran a otra estrella, los investigadores logran avanzar en la comprensión de los fenómenos más extremos que suceden en el cosmos.
    Pablo Javier Piacente
  • Las matemáticas tienen la clave para erradicar el machismo 26 marzo, 2024
    Las matemáticas demuestran que si una parte significativa de las mujeres de una población (superando el límite del 45%) se comporta solidariamente con otras mujeres (como si fuesen hermanas), el machismo se extingue.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)