Sería difícil sobreestimar la importancia del silicio cuando se trata de informática, energía solar, y otras aplicaciones tecnológicas. (Sin mencionar el hecho de que constituye una gran parte de la corteza terrestre). Sin embargo, todavía hay mucho que aprender sobre cómo aprovechar las capacidades del elemento número catorce.

La forma más común de silicio cristaliza en la misma estructura que el diamante. Pero se pueden crear otras formas utilizando diferentes técnicas de procesamiento. Nuevo trabajo dirigido por Tim Strobel de Carnegie y publicado en Cartas de revisión física muestra que una forma de silicio, llamado Si-III (oa veces BC8), que se sintetiza mediante un proceso de alta presión, es lo que se llama un semiconductor de banda ancha estrecha.

¿Qué significa esto y por qué es importante?

Los metales son compuestos que son capaces de conducir el flujo de electrones que forma una corriente eléctrica, y los aislantes son compuestos que no conducen ninguna corriente. Semiconductores, que se utilizan ampliamente en circuitos electrónicos, pueden tener su conductividad eléctrica encendida y apagada, una capacidad obviamente útil. Esta capacidad para cambiar la conductividad es posible porque algunos de sus electrones pueden pasar de estados de aislamiento de menor energía a estados de conducción de mayor energía cuando se someten a una entrada de energía. La energía necesaria para iniciar este salto se denomina banda prohibida.

La forma de silicio similar al diamante es un semiconductor y otras formas conocidas son metales, pero las verdaderas propiedades del Si-III permanecieron desconocidas hasta ahora. Investigaciones experimentales y teóricas anteriores sugirieron que Si-III era un metal de mala conducción sin una banda prohibida, pero ningún equipo de investigación había podido producir una muestra pura y lo suficientemente grande como para estar seguro.

Sintetizando puro, muestras a granel de Si-III, Strobel y su equipo pudieron determinar que Si-III es en realidad un semiconductor con una brecha de banda extremadamente estrecha, más estrecho que la banda prohibida de los cristales de silicio con forma de diamante, que es el tipo más utilizado. Esto significa que el Si-III podría tener usos más allá de la lista ya completa de aplicaciones para las que se usa actualmente el silicio. Con la disponibilidad de muestras puras, el equipo pudo caracterizar completamente la electrónica, óptico, y propiedades de transporte térmico del Si-III por primera vez.

"Históricamente, el correcto reconocimiento del germanio como semiconductor en lugar del metal que una vez se creyó que realmente ayudó a iniciar la era moderna de los semiconductores; similar, el descubrimiento de las propiedades semiconductoras del Si-III podría conducir a un avance tecnológico impredecible, "comentó el autor principal, Haidong Zhang de Carnegie. "Por ejemplo, las propiedades ópticas del Si-III en la región infrarroja son particularmente interesantes para futuras aplicaciones plasmónicas ".