{"id":47348,"date":"2024-01-03T21:08:21","date_gmt":"2024-01-04T02:08:21","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=47348"},"modified":"2024-01-03T21:08:22","modified_gmt":"2024-01-04T02:08:22","slug":"investigadores-crean-el-primer-semiconductor-funcional-hecho-de-grafeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/01\/03\/investigadores-crean-el-primer-semiconductor-funcional-hecho-de-grafeno\/","title":{"rendered":"Investigadores crean el primer semiconductor funcional hecho de grafeno"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Investigadores del Instituto de Tecnolog\u00eda de Georgia han creado el primer semiconductor funcional del mundo hecho de grafeno, una \u00fanica hoja de \u00e1tomos de carbono unidos por los enlaces m\u00e1s fuertes conocidos. Los semiconductores, que son materiales que conducen electricidad en condiciones espec\u00edficas, son componentes fundamentales de los dispositivos electr\u00f3nicos. El avance del equipo abre la puerta a una nueva forma de hacer electr\u00f3nica. Su descubrimiento llega en un momento en que el silicio, el material del que est\u00e1n hechos casi todos los dispositivos electr\u00f3nicos modernos, est\u00e1 llegando a su l\u00edmite ante una computaci\u00f3n cada vez m\u00e1s r\u00e1pida y dispositivos electr\u00f3nicos m\u00e1s peque\u00f1os.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Walter de Heer, profesor de f\u00edsica Regents en Georgia Tech, dirigi\u00f3 un equipo de investigadores con sede en Atlanta, Georgia, y Tianjin, China, para producir un semiconductor de grafeno que sea compatible con los m\u00e9todos de procesamiento de microelectr\u00f3nica convencionales, una necesidad para cualquier alternativa viable a silicio.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En esta \u00faltima investigaci\u00f3n, publicada en Nature, Heer y su equipo superaron el principal obst\u00e1culo que ha estado plagando la investigaci\u00f3n del grafeno durante d\u00e9cadas, y la raz\u00f3n por la que muchos pensaban que la electr\u00f3nica del grafeno nunca funcionar\u00eda. Conocida como &#8220;banda prohibida&#8221;, es una propiedad electr\u00f3nica crucial que permite que los semiconductores se enciendan y apaguen. El grafeno no ten\u00eda banda prohibida\u2026 hasta ahora.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;Ahora tenemos un semiconductor de grafeno extremadamente robusto con 10 veces la movilidad del silicio y que tambi\u00e9n tiene propiedades \u00fanicas que no est\u00e1n disponibles en el silicio&#8221;, dijo de Heer. &#8220;Pero la historia de nuestro trabajo durante los \u00faltimos 10 a\u00f1os ha sido: &#8216;\u00bfPodemos conseguir que este material sea lo suficientemente bueno para funcionar?'&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Un nuevo tipo de semiconductor<br><\/strong>De Heer comenz\u00f3 a explorar materiales a base de carbono como semiconductores potenciales al principio de su carrera, y luego pas\u00f3 a explorar el grafeno bidimensional en 2001. Entonces supo que el grafeno ten\u00eda potencial para la electr\u00f3nica.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;Nos motiv\u00f3 la esperanza de introducir tres propiedades especiales del grafeno en la electr\u00f3nica&#8221;, afirm\u00f3. &#8220;Es un material extremadamente robusto, que puede soportar corrientes muy grandes y puede hacerlo sin calentarse ni desmoronarse&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Georgia Tech Researchers Create First Functional Graphene Semiconductor\" width=\"640\" height=\"360\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/gWUX2OTqkEo?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">De Heer logr\u00f3 un gran avance cuando \u00e9l y su equipo descubrieron c\u00f3mo cultivar grafeno en obleas de carburo de silicio utilizando hornos especiales. Produjeron grafeno epitaxial, que es una capa \u00fanica que crece sobre una cara cristalina del carburo de silicio. El equipo descubri\u00f3 que cuando se fabricaba correctamente, el grafeno epitaxial se un\u00eda qu\u00edmicamente al carburo de silicio y comenzaba a mostrar propiedades semiconductoras.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Durante la siguiente d\u00e9cada, persistieron en perfeccionar el material en Georgia Tech y m\u00e1s tarde en colaboraci\u00f3n con colegas del Centro Internacional de Nanopart\u00edculas y Nanosistemas de Tianjin en la Universidad de Tianjin en China. De Heer fund\u00f3 el centro en 2014 con Lei Ma, directora del centro y coautora del art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>\u00bfC\u00f3mo lo hicieron?<br><\/strong>En su forma natural, el grafeno no es ni un semiconductor ni un metal, sino un semimetal. Una banda prohibida es un material que se puede activar y desactivar cuando se le aplica un campo el\u00e9ctrico, que es como funcionan todos los transistores y la electr\u00f3nica de silicio. La pregunta principal en la investigaci\u00f3n de la electr\u00f3nica del grafeno era c\u00f3mo encenderlo y apagarlo para que funcione como el silicio.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Pero para fabricar un transistor funcional, un material semiconductor debe ser manipulado en gran medida, lo que puede da\u00f1ar sus propiedades. Para demostrar que su plataforma pod\u00eda funcionar como un semiconductor viable, el equipo necesitaba medir sus propiedades electr\u00f3nicas sin da\u00f1arla.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Pusieron \u00e1tomos en el grafeno que &#8220;donaron&#8221; electrones al sistema, una t\u00e9cnica llamada dopaje, utilizada para ver si el material era un buen conductor. Funcion\u00f3 sin da\u00f1ar el material ni sus propiedades.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Las mediciones del equipo mostraron que su semiconductor de grafeno tiene una movilidad 10 veces mayor que la del silicio. En otras palabras, los electrones se mueven con una resistencia muy baja, lo que, en electr\u00f3nica, se traduce en una computaci\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pida. &#8220;Es como conducir por un camino de grava versus conducir por una autopista&#8221;, dijo de Heer. &#8220;Es m\u00e1s eficiente, no se calienta tanto y permite velocidades m\u00e1s altas para que los electrones puedan moverse m\u00e1s r\u00e1pido&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El producto del equipo es actualmente el \u00fanico semiconductor bidimensional que tiene todas las propiedades necesarias para ser utilizado en nanoelectr\u00f3nica, y sus propiedades el\u00e9ctricas son muy superiores a las de cualquier otro semiconductor 2D actualmente en desarrollo.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;Un problema de larga data en la electr\u00f3nica del grafeno es que el grafeno no ten\u00eda la banda prohibida adecuada y no pod\u00eda encenderse y apagarse en la proporci\u00f3n correcta&#8221;, dijo Ma. &#8220;A lo largo de los a\u00f1os, muchos han intentado abordar esto con una variedad de m\u00e9todos. Nuestra tecnolog\u00eda logra la banda prohibida y es un paso crucial en la realizaci\u00f3n de la electr\u00f3nica basada en grafeno&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Avanzando<br><\/strong>El grafeno epitaxial podr\u00eda provocar un cambio de paradigma en el campo de la electr\u00f3nica y permitir tecnolog\u00edas completamente nuevas que aprovechen sus propiedades \u00fanicas. El material permite aprovechar las propiedades ondulatorias de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica de los electrones, lo cual es un requisito para la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;Nuestra motivaci\u00f3n para hacer electr\u00f3nica con grafeno ha estado ah\u00ed durante mucho tiempo, y el resto era simplemente hacerlo realidad&#8221;, dijo de Heer. &#8220;Tuvimos que aprender c\u00f3mo tratar el material, c\u00f3mo hacerlo cada vez mejor y, finalmente, c\u00f3mo medir las propiedades. Eso llev\u00f3 mucho, mucho tiempo&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Seg\u00fan de Heer, no es raro ver otra generaci\u00f3n de productos electr\u00f3nicos en camino. Antes del silicio, exist\u00edan los tubos de vac\u00edo, y antes de eso, los cables y los tel\u00e9grafos. El silicio es uno de los muchos pasos en la historia de la electr\u00f3nica y el siguiente podr\u00eda ser el grafeno.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;Para m\u00ed, esto es como el momento de los hermanos Wright&#8221;, dijo de Heer. &#8220;Construyeron un avi\u00f3n que pod\u00eda volar 300 pies en el aire. Pero los esc\u00e9pticos preguntaron por qu\u00e9 el mundo necesitar\u00eda vuelos cuando ya ten\u00eda trenes y barcos r\u00e1pidos. Pero persistieron, y fue el comienzo de una tecnolog\u00eda que puede llevar a las personas a trav\u00e9s de oc\u00e9anos&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Fuente: <a href=\"https:\/\/techxplore.com\/news\/2024-01-functional-semiconductor-graphene.html\">Tech Xplore<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Investigadores del Instituto de Tecnolog\u00eda de Georgia han creado el primer semiconductor funcional del mundo hecho de grafeno, una \u00fanica hoja de \u00e1tomos de carbono unidos por los enlaces m\u00e1s fuertes conocidos. Los semiconductores, que son materiales que conducen electricidad en condiciones espec\u00edficas, son componentes fundamentales de los dispositivos electr\u00f3nicos. 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