El germanio podría sustituir al silicio en los semiconductores

Compuesto de hojas de un átomo de grosor, podría revolucionar la electrónica … pero no es el grafeno. Químicos de la Ohio State University, en lugar de crear grafeno de átomos de carbono, han utilizado láminas de átomos de germanio para crear una sustancia conocida como germanane. Debido a sus numerosas ventajas sobre el silicio, podría convertirse en el material de elección para los semiconductores.

El germanio se utilizó por primera vez para crear los microchips experimentales hace 60 años, Josué Goldberger, profesor asistente de química de la Ohio State se preguntaba si estos conocidos materiales aún tenían posibilidades. “La mayoría de la gente piensa en el grafeno como el material electrónico del futuro”, dijo. “Pero el silicio y el germanio son todavía los materiales del presente. Sesenta años después han desarrollado técnicas para la fabricación de chip con ellos. Así que hemos estado buscando formas únicas de silicio y germanio con propiedades ventajosas, para obtener los beneficios de un nuevo material, pero con un menor coste y el uso de la tecnología existente. ”

El material resultante se ha demostrado que conduce los electrones diez veces más rápido que el silicio (y cinco veces más rápido que el convencional de germanio), lo que significa que podría llevar una carga proporcionalmente mayor si se usa en microchips. También es químicamente más estable que el silicio, no oxidante en presencia de aire o agua, y además es mucho mejor en absorber y emitir luz – esto significa que podría resultar particularmente útil en las células solares.

Los científicos han creado germanane antes, aunque al parecer nunca en cantidades suficientes para llevar a cabo un estudio tan extenso de sus propiedades, o contribuir a la producción a gran escala. Para hacer su germanane, Goldberger y su equipo tomaron un enfoque único.

Ordinariamente, germanio toma la forma de cristales de varias capas. Las capas de un solo átomo de espesor están unidas las unas a la otras, y cada una es bastante inestable por sí misma. Los investigadores de la OSU creado sus propios cristales de germanio, en el que átomos de calcio fueron insertados entre las capas. El calcio se disolvió entonces con agua, dejando enlaces químicos vacíos en su ausencia. Esos huecos fueron posteriormente conectados con hidrógeno, resultando las capas mucho más estables.

Goldberger y su equipo planean ahora en la investigación de cómo las propiedades del material podría ser ajustadas, mediante el cambio de la configuración de los átomos dentro de una sola hoja.

Un artículo sobre esta investigación fue publicado recientemente en la revista ACS Nano .

Fuente: Ohio State University

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