<\/strong>Todo material, hasta su estructura at\u00f3mica, vibra. Estas vibraciones generan part\u00edculas cu\u00e1nticas conocidas como fonones. Ahora bien, aqu\u00ed es donde las cosas se ponen complicadas. Estos fonones hacen que las part\u00edculas portadoras de energ\u00eda en nuestros dispositivos se dispersen, lo que ralentiza la transferencia de informaci\u00f3n. Sin embargo, un semiconductor superat\u00f3mico llamado Re6Se8Cl2 no sigue estas reglas.<\/p>\n\n\n\n
A diferencia de los materiales t\u00edpicos, donde las part\u00edculas de energ\u00eda se dispersan al encontrarse con los fonones, en el Re6Se8Cl2 se unen. Esta uni\u00f3n forma cuasipart\u00edculas \u00fanicas, conocidas como excitones-polarones ac\u00fasticos. Estas no son s\u00f3lo tus part\u00edculas cotidianas; pueden moverse sin dispersarse, lo que potencialmente presagia dispositivos m\u00e1s r\u00e1pidos y eficientes.<\/p>\n\n\n\n
Las cuasipart\u00edculas no s\u00f3lo atravesaron Re6Se8Cl2 a velocidades el doble que las de los electrones del silicio, sino que tambi\u00e9n cubrieron grandes distancias. Y en lugar de electricidad, estas cuasipart\u00edculas estaban controladas por luz, lo que significa que los dispositivos basados en esta configuraci\u00f3n podr\u00edan te\u00f3ricamente realizar ciclos en la escala de femtosegundos, seis \u00f3rdenes de magnitud m\u00e1s r\u00e1pido que el nanosegundo que se puede lograr con los chips Gigahertz actuales. Todo esto se puede lograr a temperatura ambiente.<\/p>\n\n\n\n
“En t\u00e9rminos de transporte de energ\u00eda, Re6Se8Cl2 destaca como el mejor semiconductor que hemos identificado”, comenta el profesor Milan Delor de la Universidad de Columbia.<\/p>\n\n\n\n
La tortuga y la liebre de los semiconductores<\/strong><\/p>\n\n\n\n El viaje de Re6Se8Cl2 comenz\u00f3 en el laboratorio del Dr. Xavier Roy del Departamento de Qu\u00edmica de la Universidad de Columbia, donde se especializan en la elaboraci\u00f3n de supera\u00e1tomos. Se trata de grupos de \u00e1tomos que act\u00faan como uno solo, a menudo con propiedades distintas de las de sus elementos constituyentes. Re6Se8Cl2 est\u00e1 formado por \u00e1tomos de renio (Re), selenio (Se) y cloro (Cl).<\/p>\n\n\n\n Cuando Jack Tulyag, estudiante de doctorado en el laboratorio de Mil\u00e1n, llam\u00f3 la atenci\u00f3n de todos por primera vez, el objetivo no era encontrar un semiconductor innovador. M\u00e1s bien, el objetivo era probar la resoluci\u00f3n de su nuevo y elegante microscopio en este material. El super\u00e1tomo parec\u00eda lo suficientemente complejo para realizar el trabajo. Pero los resultados los sorprendieron. En lugar de un movimiento lento, presenciaron una velocidad sin precedentes.<\/p>\n\n\n\n Al explicar este fen\u00f3meno, Delor establece un paralelo con la f\u00e1bula de la tortuga y la liebre. El atractivo del silicio reside en sus electrones que se mueven r\u00e1pidamente. Pero se dispersan, como la liebre apresurada, que acaba sin cubrir mucho terreno. Compara esto con los excitones en Re6Se8Cl2. Son lentos, pero se fusionan con fonones de movimiento igualmente lento. Como la proverbial tortuga, estas cuasipart\u00edculas resultantes avanzan lenta pero constantemente. En \u00faltima instancia, el superatomo facilita un movimiento m\u00e1s r\u00e1pido que los electrones en el silicio.<\/p>\n\n\n\n La caza contin\u00faa “Este es el \u00fanico material en el que alguien ha visto un transporte sostenido de excitones bal\u00edsticos a temperatura ambiente. Pero ahora podemos comenzar a predecir qu\u00e9 otros materiales podr\u00edan ser capaces de este comportamiento que simplemente no hab\u00edamos considerado antes”, dijo Delor. “Existe toda una familia de materiales semiconductores superat\u00f3micos y otros materiales semiconductores 2D con propiedades favorables para la formaci\u00f3n de polarones ac\u00fasticos”.<\/p>\n\n\n\n La carrera por el semiconductor definitivo est\u00e1 lejos de terminar. Y con cada paso que damos, nos acercamos m\u00e1s a un futuro en el que nuestros dispositivos podr\u00edan pensar y actuar m\u00e1s r\u00e1pido de lo que podemos imaginar.<\/p>\n\n\n\n Los hallazgos aparecieron en la revista Science<\/a>.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2023\/10\/image-73.png\")
<\/strong>Si bien el potencial del Re6Se8Cl2 es apasionante, hay un problema. El elemento renio, un componente clave, se encuentra entre los m\u00e1s raros de nuestro planeta, lo que lo convierte en una opci\u00f3n costosa. Con toda probabilidad, este tipo de super\u00e1tomo nunca llegar\u00e1 a los dispositivos cotidianos. Pero el descubrimiento ha abierto muchas puertas. Con nuevas teor\u00edas y t\u00e9cnicas de im\u00e1genes, el equipo est\u00e1 ansioso por descubrir otros materiales superat\u00f3micos que podr\u00edan incluso superar al Re6Se8Cl2, quiz\u00e1s uno que incorpore elementos qu\u00edmicos m\u00e1s f\u00e1cilmente disponibles.<\/p>\n\n\n\n