Los químicos de la Universidad de Michigan han desarrollado un forma más barata de hacer películas semiconductoras monocristalinas, componentes en el corazón de todos nuestros aparatos eléctricos.

Las películas monocristalinas de semiconductores inorgánicos son la base de casi toda la electrónica, incluidos los teléfonos inteligentes, computadoras y paneles solares. Los circuitos integrados más rápidos cuentan con transistores que consisten en películas de germanio sobre silicio. Pero estos materiales normalmente solo se preparan a temperaturas elevadas, con maquinaria compleja que involucra gases peligrosos.

El equipo de la U-M, dirigido por Stephen Maldonado, un profesor asociado de química, ha inventado un método para sintetizar y depositar simultáneamente películas semiconductoras cristalinas a partir de agua a temperatura ambiente utilizando equipos que se pueden ensamblar por unos pocos dólares.

"Nuestro método no requiere un exceso de calor, y todo se hace en una solución acuosa, por lo que no usamos precursores tóxicos, "Dijo Maldonado." Y estamos haciendo esto sin sacrificar ninguna calidad en la cristalinidad del material, que suele ser la compensación ".

Para hacer esto, Maldonado y su equipo hacen una fina, Película de metal líquido que descansa sobre un sustrato que se conecta a una fuente de alimentación. Cuando electrifican la película de metal, las moléculas en la superficie de esa película, si están en contacto con el agua, pueden reducirse a sus partes elementales. En este caso, las unidades de óxido de germanio disuelto se transforman en átomos de germanio que se disuelven en la película metálica líquida.

"Si la película de metal líquido es lo suficientemente delgada, los átomos de germanio precipitarán, pero selectivamente en la parte inferior y como una película cristalina uniforme ". Dijo Maldonado." Lo bueno de esto es que estamos tomando un precursor oxidado, como el que se encuentra en la naturaleza, y en un paso del proceso, podemos producir una película tecnológicamente relevante que sea un gran cristal contiguo ".

Maldonado dijo que los próximos pasos de su equipo serán hacer el mismo proceso con silicio. La química tiene más matices pero el principio es el mismo.

Por último, sin maquinaria compleja y altas temperaturas, El proceso de Maldonado podría proporcionar un forma más ecológica de producir semiconductores.

"Existe una razón por la que todos en la faz de este planeta no tienen acceso a la electrónica avanzada, Maldonado dijo:"La fabricación de dispositivos semiconductores de alto rendimiento requiere una infraestructura sustancial".

"Este proceso, en términos de los elementos clave, estamos hablando de cosas que puede obtener en RadioShack. No necesitas alta temperatura no necesita maquinaria elaborada. Solo necesita un medio para extraer y medir una corriente, pero los dispositivos electrónicos se pueden armar literalmente por $ 20. Este trabajo es un paso hacia una industria de fabricación de semiconductores que podría ser dirigida por cualquiera, en cualquier sitio."

La investigación del equipo se publica en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .