Durante el último medio siglo, los científicos han reducido las películas de silicio a solo un atisbo de átomos en busca de dispositivos electrónicos más pequeños y rápidos. Sin embargo, para el próximo conjunto de avances, necesitarán formas novedosas de construir aún más pequeños y másdispositivos potentes.
Un estudio dirigido por investigadores de UChicago, publicado el 20 de septiembre Naturaleza , describe un método innovador para hacer pilas de semiconductores de unos pocos átomos de espesor. La técnica ofrece a los científicos e ingenieros un método simple y rentable para hacer capas delgadas y uniformes de estos materiales, lo que podría ampliar las capacidades para dispositivos de células solaresa teléfonos celulares.
Apilar capas delgadas de materiales ofrece una gama de posibilidades para fabricar dispositivos electrónicos con propiedades únicas. Pero fabricar tales películas es un proceso delicado, con poco margen de error.
"La magnitud del problema que estamos viendo es, imagínese tratando de colocar una lámina plana de envoltura de plástico del tamaño de Chicago sin que entre burbujas de aire", dijo Jiwoong Park, profesor de UChicago con el Departamento deChemistry, el Instituto de Ingeniería Molecular y el Instituto James Franck, quienes dirigieron el estudio, "cuando el material en sí mismo tiene un espesor de átomos, cada pequeño átomo perdido es un problema".
Hoy, estas capas se "crecen" en lugar de apilarlas una encima de la otra. Pero eso significa que las capas inferiores deben someterse a condiciones de crecimiento adversas, como altas temperaturas, mientras que las nuevas se agregan, un proceso que limitalos materiales con los que hacerlos
El equipo de Park hizo las películas individualmente. Luego las pusieron en el vacío, las despegaron y las pegaron entre sí, como notas Post-It. Esto permitió a los científicos hacer películas que estaban conectadas con enlaces débiles en lugar de más fuertesenlaces covalentes: interfieren menos con las superficies perfectas entre las capas.
"Las películas, controladas verticalmente a nivel atómico, son excepcionalmente de alta calidad sobre obleas enteras", dijo Kibum Kang, un asociado postdoctoral que fue el primer autor del estudio.
Kan-Heng Lee, un estudiante graduado y coautor del estudio, luego probó las propiedades eléctricas de las películas al convertirlas en dispositivos y demostró que sus funciones pueden diseñarse a escala atómica, lo que podría permitirles servircomo ingrediente esencial para futuros chips de computadora.
El método abre una miríada de posibilidades para tales películas. Se pueden hacer sobre agua o plásticos; se puede hacer que se desprendan sumergiéndolas en agua; y se pueden tallar o modelar con un haz de iones. Investigadoresestán explorando la gama completa de lo que se puede hacer con el método, que dijeron es simple y rentable.
"Esperamos que este nuevo método acelere el descubrimiento de nuevos materiales, además de permitir la fabricación a gran escala", dijo Park.
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Materiales proporcionados por Universidad de Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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