La electrónica transparente es el futuro, según investigadores como José A. Flores-Livas y Miglė Graužinytė del grupo de investigación encabezado por Stefan Goedecker, Catedrático de Física Computacional en la Universidad de Basilea. Sin embargo, el desarrollo tecnológico relevante avanza lentamente debido a la escasez de ciertos semiconductores transparentes con un alto nivel de conductividad.
Impurezas para optimización
Las propiedades electrónicas u ópticas de los semiconductores se pueden manipular y optimizar haciendo uso de las impurezas adecuadas en el material. Este dopaje con impurezas, por ejemplo en transistores, cambia la densidad del portador de carga, aumentando así la conductividad.
Identificar impurezas adecuadas en la tabla periódica, sin embargo, a menudo implica años de costosa experimentación de laboratorio. Los investigadores están intentando acelerar este proceso mediante el uso de simulaciones por computadora. Los utilizan para calcular los candidatos más prometedores sobre la base de las leyes físicas que describen la interacción entre la impureza y el material del conductor. A continuación, los candidatos potenciales se pueden probar en el laboratorio de manera específica.
Escasez de conductores especiales de alto rendimiento.
Investigadores de la Universidad de Basilea utilizaron la supercomputadora Piz Daint para llevar a cabo simulaciones tan complejas con el objetivo de encontrar impurezas adecuadas que puedan usarse para producir conductores transparentes. Pero cuando se trata de conductores transparentes, la principal escasez es de conductores de alto rendimiento conocidos como tipo P (portadores con carga positiva) en los que la impureza implantada tiene un electrón de menos. En cambio, Los conductores conocidos como tipo N (portadores con carga negativa) están dopados con elementos que tienen, por así decirlo, un electrón de repuesto.
Según los investigadores, Recientemente se descubrió que el monóxido de estaño, respetuoso con el medio ambiente y abundante en la tierra, podría ser un material muy prometedor para la producción de conductores tipo P transparentes y de alto rendimiento. También es adecuado para lo que se conoce como dopaje ambipolar, que es cuando los portadores de carga negativa y positiva se combinan en conductores bipolares. Sin embargo, hasta ahora solo se han examinado un puñado de elementos que podrían ser adecuados como impurezas para equipar el semiconductor a base de monóxido de estaño con las propiedades deseadas.
Metales alcalinos prometedores
A través de sus cálculos, los investigadores identificaron los metales alcalinos como llenos de potencial. Pudieron identificar cinco metales alcalinos (litio, sodio, potasio, rubidio y cesio) que podrían introducirse en el monóxido de estaño para permitir semiconductores de tipo P transparentes y de alto rendimiento. Además, según los investigadores, los cálculos establecieron 13 elementos adecuados para el dopaje con portadores de carga tipo N en monóxido de estaño. "Si estos elementos se pueden introducir con éxito en el monóxido de estaño y se puede producir el semiconductor deseado, esto abriría nuevas vías para una gama de tecnologías transparentes, "dice Flores-Livas.
