Se colocan escalones para ayudar a los viajeros a cruzar los arroyos. Siempre que haya escalones que conecten ambos lados del agua, uno puede cruzar fácilmente con solo unos pocos pasos. Utilizando el mismo principio, un equipo de investigación de POSTECH ha desarrollado una tecnología que reduce a la mitad el consumo de energía en dispositivos semiconductores mediante el uso de nanopartículas colocadas estratégicamente.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Junwoo Son y el Dr. Minguk Cho (Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales) en POSTECH logró maximizar la eficiencia de conmutación de los dispositivos semiconductores de óxido mediante la inserción de nanopartículas de platino. Los hallazgos del estudio se publicaron recientemente en Nature Communications .

El material de óxido con la transición de fase metal-aislante, en la que la fase de un material cambia rápidamente de aislante a metal cuando se alcanza el voltaje de umbral, se destaca como un material clave para fabricar dispositivos semiconductores de baja potencia.

La transición de fase metal-aislante ocurre cuando los dominios del aislador, de varios nanómetros de ancho, se transforman en dominios metálicos. La clave era reducir la magnitud del voltaje aplicado al dispositivo para aumentar la eficiencia de conmutación de un dispositivo semiconductor.

El equipo de investigación logró aumentar la eficiencia de conmutación del dispositivo mediante el uso de nanopartículas de platino. Cuando se aplicó voltaje a un dispositivo, una corriente eléctrica "saltó" a través de estas partículas y se produjo una rápida transición de fase.

El efecto memoria del dispositivo también aumentó más de un millón de veces. En general, después de que se corta el voltaje, estos dispositivos pasan inmediatamente a la fase de aislador donde no fluye corriente; esta duración fue extremadamente corta en 1 millonésima de segundo. Sin embargo, se confirmó que el efecto de memoria con respecto al disparo anterior de los dispositivos se puede aumentar a varios segundos, y el dispositivo se puede operar nuevamente con un voltaje relativamente bajo debido a los dominios metálicos residuales que quedan cerca de las nanopartículas de platino.

Se anticipa que esta tecnología será esencial para el desarrollo de dispositivos electrónicos de próxima generación, como semiconductores inteligentes o dispositivos semiconductores neuromórficos que pueden procesar grandes cantidades de datos con menos energía. + Explora más

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