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  • A base de triazina, nitruro de carbono grafítico como novedoso semiconductor bidimensional

    (Phys.org) —El grafeno ha sido considerado un candidato atractivo para una nueva generación de productos electrónicos sin silicio desde el descubrimiento de esta forma bidimensional de carbono. Sin embargo, el grafeno no es un semiconductor. En el diario Angewandte Chemie , un equipo internacional de investigadores ha introducido ahora un nitruro de carbono, un análogo estructural del grafeno hecho de carbono y nitrógeno que parece exhibir propiedades semiconductoras.

    Con un plano hexagonal, estructura de panal y electrones que se mueven libremente, el grafeno es, en principio, nada más que una capa de grafito de un solo átomo. Desde un punto de vista electrónico, es una sustancia muy interesante, pero le falta el típico intervalo de banda electrónico que lo convertiría en un semiconductor. Esta banda prohibida es la diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción de los electrones. Ser efectivo, esta brecha no debe ser demasiado grande, de modo que permite que los electrones se muevan fácilmente de la banda de valencia a la banda de conducción cuando están excitados. Anteriormente se han utilizado varios métodos para proporcionar grafeno con dicha banda prohibida. Una idea alternativa es hacer un "nitruro de carbono grafítico", un material hecho de carbono y nitrógeno, que debería tener propiedades muy similares al grafeno. Un equipo de investigadores de la Universidad de Liverpool (Reino Unido), la Universidad de Ulm (Alemania), la Universidad Humboldt de Berlín (Alemania), la Universidad Aalto (Finlandia), University College London (Reino Unido), y el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces en Potsdam (Alemania) ha podido fabricar este material por primera vez.

    Microscopía electrónica de transmisión y microscopía de fuerza de barrido, así como los exámenes cristalográficos de rayos X demostraron que las películas cristalinas delgadas son una base de triazina, nitruro de carbono grafítico (TGCN). Las triazinas son anillos de seis miembros que contienen tres átomos de carbono y tres de nitrógeno. El nuevo material consta de tales anillos de triazina, con átomos de nitrógeno adicionales que conectan los anillos en grupos de tres para formar una capa bidimensional. El equipo dirigido por Andrew I. Cooper y Michael J. Bojdys cree que estas capas no son completamente planas, pero en cambio son ligeramente onduladas.

    TGCN tiene así una estructura similar a la del grafito, sin embargo, como se esperaba, es un semiconductor. Las películas producidas constaban de entre tres y varios cientos de capas de átomos con una banda prohibida directa entre 1,6 y 2,0 eV. Durante el proceso de producción, las capas de TGCN se depositan preferentemente sobre sustratos. La cristalización de TGCN en la superficie del cuarzo aislante ofrece potencial para aplicaciones prácticamente relevantes. Este puede ser un paso en el camino hacia la era de la electrónica posterior al silicio.


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