(Phys.org) —Los científicos han descubierto un material que tiene las mismas propiedades electrónicas extraordinarias que el grafeno 2-D, pero en una robusta forma tridimensional que debería ser mucho más fácil de transformar en dispositivos electrónicos como transistores muy rápidos, Sensores y electrodos transparentes.

El material, arseniuro de cadmio, está siendo explorado de forma independiente por tres grupos, uno de los cuales incluye investigadores de la Universidad de Oxford, SLAC, Stanford and Lawrence Berkeley National Laboratory, quienes describieron sus resultados en un artículo publicado el 25 de mayo en Materiales de la naturaleza .

"Ahora, cada vez más personas se dan cuenta del potencial de la ciencia y la tecnología de este material en particular. Este creciente interés promoverá un rápido progreso en el campo, incluida la exploración de su uso en dispositivos funcionales y la búsqueda de materiales similares, "dijo Yulin Chen de la Universidad de Oxford, quien dirigió la investigación.

El trabajo del grupo se basa en sus estudios anteriores de un compuesto de bismuto de sodio que también imita al grafeno pero se convierte en polvo cuando se expone al aire. Ambos compuestos habían sido predichos por los coautores Zhong Fang y Xi Dai, físicos teóricos de la Academia de Ciencias de China, quien sugirió que el arseniuro de cadmio, que se utiliza en detectores y sensores, proporcionaría las mismas propiedades en una forma mucho más estable.

Su predicción resultó correcta, dijo Zhongkai Liu, el primer autor del artículo y estudiante de posgrado en SIMES, el Instituto Stanford de Ciencias de los Materiales y la Energía en SLAC. "La estabilidad ambiental del arseniuro de cadmio nos permite explorarlo de manera muy sistemática, y facilita el estudio, " él dijo.

El grafeno es una hoja de átomos de carbono de un átomo de espesor extraída de un trozo de grafito, que es familiar como la mina de los lápices. Uno de sus sellos distintivos es el extraño comportamiento de sus electrones:cuando está confinado a esta fina capa de átomos regularmente espaciados, estas partículas ligeras actúan como si no tuvieran masa en absoluto. Esto les permite atravesar el material mucho más rápido de lo habitual. Los científicos que aislaron el grafeno por primera vez en 2004 recibieron el Premio Nobel de Física; y los investigadores han estado corriendo para explorar sus propiedades y encontrar usos prácticos para él desde entonces.

Una de esas búsquedas ha sido encontrar materiales similares al grafeno que sean tridimensionales, y por lo tanto mucho más fácil de convertir en dispositivos prácticos. Otras dos colaboraciones internacionales basadas en la Universidad de Princeton y en Dresde, Alemania, también han estado buscando el arseniuro de cadmio como una posibilidad. Uno publicó un artículo sobre sus resultados en la edición del 7 de mayo de Comunicaciones de la naturaleza , y el otro ha publicado un artículo inédito en el servidor de preimpresión arXiv.

El grupo de Chen hizo muestras de arseniuro de cadmio en Oxford y las probó en Diamond Light Source en el Reino Unido y en Advanced Light Source de Berkeley Lab.

"Creemos que esta familia de materiales puede ser un buen candidato para el uso diario, "Chen dijo, "y estamos trabajando con teóricos para ver si existen materiales aún mejores. Además, podemos usarlos como plataforma para crear y explorar estados de materia aún más exóticos; cuando abres una puerta, descubre que hay muchas otras puertas detrás de él ".

El equipo de investigación incluyó a Zhi-Xun Shen, profesor de SLAC y asesor de ciencia y tecnología de Stanford y SLAC; Zahid Hussain, científico de planta superior en Berkeley Lab; y otros investigadores del SIMES, Laboratorio de Berkeley, Universidad de Oxford, Universidad de Fudan en Shanghai, la Academia de Ciencias de China y la fuente de luz de diamante. El trabajo fue financiado en parte por la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de EE. UU. Y el programa de Arquitecturas Mesodinámicas de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA).