Los químicos de la Universidad de Brown han encontrado una manera de hacer nuevos modelos 2-D, Nanomateriales semiconductores similares al grafeno que utilizan un antiguo recurso del mundo de los semiconductores:el silicio.

En un artículo publicado en la revista Nanoletras , los investigadores describen métodos para fabricar nanocintas y nanoplacas a partir de un compuesto llamado telururo de silicio. Los materiales son puros, Semiconductores de tipo p (portadores de carga positiva) que podrían usarse en una variedad de dispositivos electrónicos y ópticos. Su estructura en capas puede absorber litio y magnesio, lo que significa que también podría usarse para fabricar electrodos en ese tipo de baterías.

"Los compuestos a base de silicio son la columna vertebral del procesamiento electrónico moderno, "dijo Kristie Koski, profesor asistente de química en Brown, quien dirigió el trabajo. "El telururo de silicio pertenece a esa familia de compuestos, y mostramos un método totalmente nuevo para usarlo para crear capas, nanomateriales bidimensionales ".

Koski y su equipo sintetizaron los nuevos materiales mediante deposición de vapor en un horno de tubo. Cuando se calienta en el tubo, el silicio y el telurio se vaporizan y reaccionan para producir un compuesto precursor que se deposita sobre un sustrato mediante un gas portador de argón. El telururo de silicio luego crece a partir del compuesto precursor.

Se pueden hacer diferentes estructuras variando la temperatura del horno y usando diferentes tratamientos del sustrato. Al modificar el proceso, los investigadores hicieron nanocintas que son aproximadamente 50 a 1, 000 nanómetros de ancho y alrededor de 10 micrones de largo. También hicieron nanoplacas planas sobre el sustrato y de pie.

"Vemos mucho las placas de pie, "Dijo Koski." Son medio hexágonos colocados en posición vertical sobre el sustrato. Se parecen un poco a un cementerio ".

Cada una de las diferentes formas tiene una orientación diferente de la estructura cristalina del material. Como resultado, todos tienen propiedades diferentes y podrían usarse en diferentes aplicaciones.

Los investigadores también demostraron que el material se puede "dopar" mediante el uso de diferentes sustratos. El dopaje es un proceso mediante el cual se introducen pequeñas impurezas para cambiar la prosperidad eléctrica de un material. En este caso, los investigadores demostraron que el telururo de silicio se puede dopar con aluminio cuando se cultiva en un sustrato de zafiro. Ese proceso podría usarse, por ejemplo, para cambiar el material de un semiconductor de tipo p (uno con portadores de carga positiva) a uno de tipo n (uno con portadores de carga negativa).

Los materiales no son particularmente estables en el medio ambiente, Koski dice, pero eso se remedia fácilmente.

"Lo que podemos hacer es oxidar el telururo de silicio y luego hornear el telurio, dejando una capa de óxido de silicio, ", dijo." Ese recubrimiento lo protege y se mantiene bastante estable ".

De aquí, Koski y su equipo planean continuar probando las propiedades ópticas y electrónicas del material. Se sienten animados por lo que han visto hasta ahora.

"Creemos que este es un buen candidato para llevar las propiedades de los materiales 2-D al ámbito de la electrónica, "Dijo Koski.