Un equipo internacional de investigadores ha dado un paso significativo hacia la comprensión de las propiedades fundamentales del material bidimensional silicene al demostrar que puede permanecer estable en presencia de oxígeno.

En un estudio publicado hoy, 12 de agosto en el diario de IOP Publishing Materiales 2D , Los investigadores han demostrado que las multicapas gruesas de silicene pueden aislarse del silicio del material parental y permanecer intactas cuando se exponen al aire durante al menos 24 horas.

Es la primera vez que se logra tal hazaña y permitirá a los científicos seguir investigando el material y explotar las propiedades que han hecho del silicio un material prometedor en la industria electrónica.

El silicene está hecho de capas individuales de silicio en forma de panal que tienen solo un átomo de espesor. En este momento, El silicene debe producirse al vacío para evitar cualquier contacto con el oxígeno. lo que podría destruir completamente la formación de las capas individuales.

El silicene también debe "cultivarse" en una superficie que coincida con su estructura natural; la plata es el candidato principal. Para crear siliceno, una oblea de silicio se calienta a altas temperaturas, forzar átomos de silicio individuales a evaporarse y aterrizar en el sustrato de plata, formando la capa única.

Silicene también se puede transformar de un material 2D a un material 3D apilando más y más capas individuales una encima de la otra. Sin embargo, investigaciones anteriores han demostrado que el silicene tiene tendencias suicidas, y siempre vuelve al silicio a medida que se agregan más capas, porque una estructura de silicio es más estable.

En este nuevo estudio, un equipo internacional de investigadores con sede en Italia y Francia fabricó multicapas de siliceno utilizando un sustrato de plata mantenido a una temperatura de 470 K y una fuente de silicio sólido, que se calentó a 1470 K. Se depositaron un total de 43 monocapas de siliceno sobre el sustrato.

Una vez fabricado, los investigadores observaron que se había formado una capa muy fina de oxidación encima de la pila multicapa de monocapas; sin embargo, se demostró que esto preservaba la integridad de la pila, actuando como una capa protectora.

La pila de monocapas se conservó durante al menos 24 horas al aire libre, tiempo en el que los investigadores pudieron utilizar la difracción de rayos X y la espectroscopía Raman para confirmar que el material era de hecho silicio y no silicio ordinario.

Autora principal del estudio Paola De Padova, del Consiglio Nazionale delle Ricerche en Italia, dijo:"Estos resultados son significativos ya que hemos demostrado que es posible obtener un material 2D basado en silicio, que hasta hace un par de años se consideraba inconcebible.

"Nuestro estudio actual muestra que el siliceno multicapa es más conductor que el silicene monocapa, y por tanto abre la posibilidad de utilizarlo en toda la industria de la microelectrónica del silicio. En particular, prevemos que el material se utilizará como puerta en un MOSFET a base de silicio, que es el transistor más utilizado en circuitos digitales y analógicos.

"Actualmente estamos estudiando la posibilidad de cultivar siliceno multicapa directamente sobre sustratos semiconductores para explorar las propiedades superconductoras conjuntas".