Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia (Georgia Tech) han creado un semiconductor funcional hecho con grafeno. Este semiconductor está fabricado de una única hoja de átomos de carbono unidos por los enlaces más fuertes conocidos. El avance del equipo abre la puerta a una nueva forma de hacer electrónica.
Los semiconductores, que son materiales que conducen electricidad en condiciones específicas, son componentes fundamentales de los dispositivos electrónicos. Los investigadores han trabajado para conseguir producir un semiconductor de grafeno que sea compatible con los métodos de procesamiento de microelectrónica convencionales, una necesidad para cualquier alternativa viable al silicio.
Los investigadores han superado uno de los principales obstáculos, conocido como banda prohibida, que es una propiedad electrónica crucial que permite que los semiconductores se enciendan y apaguen cuando se le aplica un campo eléctrico. Dicha banda es inexistente en el grafeno, ya que este material no es semiconductor ni un metal, sino un semimetal.
El equipo de Georgia Tech utilizó el grafeno epitaxial, que es una capa única que crece sobre una cara cristalina del carburo de silicio. De esta forma, cuando el grafeno epitaxial se une químicamente al carburo de silicio se producen propiedades semiconductoras.
Técnica del dopaje para comprobar la conductividad
Para fabricar un transistor funcional, un material semiconductor debe ser manipulado en gran medida, lo que puede dañar sus propiedades. Para demostrar que su plataforma podía funcionar como un semiconductor viable, el equipo necesitaba medir sus propiedades electrónicas sin dañarlo.
Los investigadores pusieron átomos en el grafeno que ‘donaron’ electrones al sistema, una técnica llamada dopaje, que se utiliza para ver si el material era un buen conductor. Funcionó sin dañar el material ni sus propiedades.
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 electrónica, se traduce en una computación más rápida.
El grafeno epitaxial podría provocar un cambio de paradigma en el campo de la electrónica y permitir tecnologías completamente nuevas que aprovechen sus propiedades únicas.