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El material antiguo puede reemplazar al silicio en los semiconductores

El material antiguo puede reemplazar al silicio en los semiconductores

Los primeros transistores se hicieron de germanio al final 1940s, y tenían el tamaño de una miniatura. El mismo material se puede reorganizar para hacer avanzar la electrónica del futuro, según un nuevo estudio.

[Fuente de imagen: Wikimedia]

Químicos en el Universidad del Estado de Ohio logró un éxito desarrollando una tecnología para crear una capa de un átomo de espesor de germanio. Esta forma es capaz de conducir electrones más de 10 veces más rápido que el silicio y 5 veces más rápido que el convencional germanio. De esta forma, el material cristalino se llama germanane.

Joshua Goldberger, profesor asistente de química en Universidad del Estado de Ohio, decidió centrarse en el material tradicional.

"La mayoría de la gente piensa en grafeno como el material electrónico del futuro. Pero silicio y germanio siguen siendo los materiales del presente. Se han invertido sesenta años de capacidad intelectual en el desarrollo de técnicas para hacer chips con ellos. Por eso, hemos estado buscando formas únicas de silicio y germanio con propiedades ventajosas, para obtener los beneficios de un nuevo material pero con menor costo y utilizando la tecnología existente ”.Goldberger dijo.

Los investigadores han intentado sin éxito crear germanane antes de. Esta es la primera vez que se logra un crecimiento exitoso de cantidades suficientes para medir sus propiedades en detalle y demostrar estabilidad cuando se expone al aire y al agua.

En naturaleza, germanio forma cristales de varias capas en los que cada capa atómica está unida, la capa de un solo átomo es inestable. Para manejar eso, GoldbergerEl equipo creó varias capas germanio cristales con átomos de calcio encajados entre las capas. Luego disolvieron el calcio con agua y reemplazaron el calcio con hidrógeno. El resultado es la capacidad de despegar capas individuales de germanane.

Esta forma de germanio tiene mejor estabilidad que la tradicional silicio y no se oxidará en agua ni en aire. La principal ventaja de germanane es el llamado "banda prohibida directa”, Lo que significa que la luz se absorbe o se emite fácilmente. Convencional silicio y germanio tienen espacios de banda indirectos, lo que significa que es mucho más difícil para el material absorber o emitir luz.

“Cuando intentas usar un material con una banda prohibida indirecta en una celda solar, tienes que hacerlo bastante grueso si quieres que pase suficiente energía para que sea útil. Un material con un banda prohibida directa puede hacer el mismo trabajo con una pieza de material 100 veces más delgado " Goldberger dijo.

La investigación fue apoyada en parte por una asignación de tiempo de computación de la Centro de supercomputación de Ohio, con instrumentación proporcionada por el Instalación de superficie analítica en el Departamento de Química y Bioquímica y el Programa de análisis instrumental de pregrado de la Universidad Estatal de Ohio. El financiamiento fue proporcionado por Fundación Nacional de Ciencia, el Oficina de Investigación del Ejército, el Centro de Materiales Emergentes a Estado de Ohioy la universidad Programa de subvenciones semilla para investigación de materiales.

Ver el vídeo: SFCM 1213 10: SEMICONDUCTORES III-V DIELÉCTRICOS HIGH-K PARA LA DE TRANSISTORES (Octubre 2020).