Los investigadores de Purdue han descubierto un nuevo material bidimensional, derivado del elemento telurio raro, para hacer transistores que transporten mejor una corriente a través de un chip de computadora.
El descubrimiento se agrega a una lista de materiales bidimensionales extremadamente delgados que los ingenieros han intentado utilizar para mejorar la velocidad de operación de los transistores de un chip, lo que permite que la información se procese más rápido en dispositivos electrónicos, como teléfonos y computadoras,y tecnologías de defensa como sensores infrarrojos.
Otros materiales bidimensionales, como el grafeno, el fósforo negro y el siliceno, han carecido de estabilidad a temperatura ambiente o de los enfoques de producción factibles requeridos para fabricar transistores efectivos para dispositivos de mayor velocidad.
"Todos los transistores deben enviar una gran corriente, que se traduce en electrónica de alta velocidad", dijeron Peide Ye, Richard J. de Purdue y profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática Mary Jo Schwartz. "Cables unidimensionales que actualmente forman transistorestienen secciones transversales muy pequeñas. Pero un material bidimensional, que actúa como una hoja, puede enviar una corriente sobre un área de superficie más amplia ".
Tellurene, una película bidimensional que los investigadores encontraron en el elemento telurio, logra una estructura de transistor estable en forma de lámina con "portadores" que se mueven más rápido, es decir, electrones y los agujeros que dejan en su lugar. A pesar de la rareza del teluro, elLos profesionales del telureno harían que los transistores hechos de materiales bidimensionales fueran más fáciles de producir a mayor escala. Los investigadores detallan sus hallazgos en Electrónica de la naturaleza .
"Aunque el telurio no es abundante en la corteza terrestre, solo necesitamos un poco para sintetizarnos a través de un método de solución. Y dentro del mismo lote, tenemos un rendimiento de producción muy alto de materiales de telureno bidimensionales", dijoWenzhuo Wu, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Industrial de Purdue, "simplemente amplía la escala del contenedor que contiene la solución, por lo que la productividad es alta".
Dado que la electrónica se usa típicamente a temperatura ambiente, los transistores de telureno naturalmente estables a esta temperatura son más prácticos y rentables que otros materiales bidimensionales que han requerido una cámara de vacío o una temperatura de operación baja para lograr una estabilidad y rendimiento similares.
Los copos de teluro de cristal más grandes también significan menos barreras entre los copos para el movimiento de electrones, un problema con los copos más numerosos y pequeños de otros materiales bidimensionales.
"La alta movilidad del portador a temperatura ambiente significa aplicaciones más prácticas", dijo Ye. Los electrones y agujeros que se mueven más rápido conducen a corrientes más altas a través de un chip.
Los investigadores anticipan que debido a que el telureno puede crecer por sí solo sin la ayuda de ninguna otra sustancia, el material podría encontrar uso en otras aplicaciones más allá de los transistores de chips de computadora, como dispositivos impresos flexibles que convierten las vibraciones mecánicas o el calor en electricidad.
"El telureno es un material multifuncional y Purdue es el lugar de nacimiento de este nuevo material", dijo Wu. "En nuestra opinión, esto está mucho más cerca de la producción escalable de materiales bidimensionales con propiedades controladas para tecnologías prácticas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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