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Se podrían hacer chips electrónicos más pequeños y más coste-eficientes usando molibdenita. En un artículo “online” publicado el 30 de enero en la revista Nature Nanotechnology, el laboratorio de Electrónica y estructuras a nanoescala (LANES) de la EPFL, publica un estudio que muestra que este material tiene ventajas sobre el silicio tradicional o grafeno para su uso en aplicaciones electrónicas.
Un descubrimiento hecho en la EPFL podría desempeñar un papel importante en la electrónica, permitirá hacer transistores más pequeños y más eficientes desde el punto de vista energético. La investigación llevada a cabo en el Laboratorio de Electrónica y estructuras a nanoescala (LANES) ha revelado que la 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 su uso en electrónica.
100.000 veces menos energía
“Es un material de dos dimensiones, muy delgado y fácil de usar en nanotecnología. Tiene un gran potencial en la fabricación de transistores muy pequeños, diodos emisores de luz (LED) y células solares “, dice el profesor de la EPFL junto a sus colegas de LANES, Andras Kis, , M. Radisavljevic, el profesor Radenovic y M. Brivio quienes están trabajado con él en el estudio . Él compara sus ventajas con dos otros materiales: silicio, actualmente el principal componente utilizado en los chips electrónicos e informáticos, y el grafeno, cuyo descubrimiento realizado en 2004 por los físicos Geim André y Novoselov Konstantin de la Universidad de Manchester, ganó en 2010 el Premio Nobel de Física.
Una de las ventajas de la molibdenita es que es menos voluminoso que el silicio, que es un material tridimensional. “En una hoja de 0,65 nanómetros de espesor de MoS2, 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 consumen 100 mil veces menos energía en estado de espera que los transistores de silicio tradicionales. Un semiconductor con un “gap” se debe utilizar para encender y apagar un transistor, y la molibdenita de 1,8 electrón-voltios de “gap” es ideal para este propósito.
Mejor que el grafeno
En la física de estado sólido, la teoría de bandas es una forma de representar la energía de los electrones en un material determinado. En los semiconductores, los espacios libres de electrones existen entre bandas, son las llamadas “bandas gap”. Si el “gap” no es demasiado pequeño o demasiado grande, algunos electrones pueden saltar a través del “gap”. 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 estos “gap” 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 un “gap”, y es muy difícil de reproducirlo artificialmente en el citado material.
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