Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han resuelto una búsqueda en ciencia de materiales fundamentales que ha eludido a los científicos desde la década de 1960. y podría constituir la base de un nuevo enfoque de la electrónica.

El descubrimiento, recién informado en línea en la revista profesional Materiales avanzados , describe la creación por primera vez de un diodo "metal-aislante-metal" de alto rendimiento.

"Los investigadores han intentado hacer esto durante décadas, hasta ahora sin éxito, "dijo Douglas Keszler, un distinguido profesor de química en OSU y uno de los principales investigadores de ciencia de materiales del país. "Los diodos fabricados anteriormente con otros enfoques siempre tenían un rendimiento y un rendimiento deficientes.

"Este es un cambio fundamental en la forma en que se pueden producir productos electrónicos, a alta velocidad a gran escala a muy bajo costo, incluso menos que con los métodos convencionales, ", Dijo Keszler." Es una forma básica de eliminar las limitaciones de velocidad actuales de los electrones que tienen que moverse a través de los materiales ".

Se ha solicitado una patente sobre la nueva tecnología, dicen los funcionarios de la universidad. Nuevas empresas, Las industrias y los trabajos de alta tecnología pueden, en última instancia, surgir de este avance, ellos dicen.

La investigación se realizó en el Centro de Química de Materiales Verdes, y ha sido apoyado por la National Science Foundation, el Laboratorio de Investigación del Ejército y el Instituto de Nanociencia y Microtecnologías de Oregon.

La electrónica convencional fabricada con materiales a base de silicio funciona con transistores que ayudan a controlar el flujo de electrones. Aunque es rápido y relativamente económico, este enfoque todavía está limitado por la velocidad con la que los electrones pueden moverse a través de estos materiales. Y con la llegada de computadoras cada vez más rápidas y productos más sofisticados, como pantallas de cristal líquido, las tecnologías actuales se están acercando al límite de lo que pueden hacer, los expertos dicen.

Por el contrario, un metal-aislante-metal, o el diodo MIM se puede utilizar para realizar algunas de las mismas funciones, pero de una manera fundamentalmente diferente. En este sistema, el dispositivo es como un sándwich, con el aislante en el medio y dos capas de metal arriba y abajo. Para funcionar, el electrón no se mueve tanto a través de los materiales sino que hace un "túnel" a través del aislante, apareciendo casi instantáneamente en el otro lado.

"Cuando comenzaron a desarrollar materiales más sofisticados para la industria de las pantallas, sabían que este tipo de diodo MIM era lo que necesitaban, pero no pudieron hacerlo funcionar ", Dijo Keszler." Ahora podemos, y probablemente podría usarse con una variedad de metales que son económicos y fácilmente disponibles, como el cobre, níquel o aluminio. También es mucho más simple menos costoso y más fácil de fabricar ".

Los hallazgos fueron realizados por investigadores del Departamento de Química de OSU; Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática; y Escuela de Mecánica, Ingeniería Industrial y de Fabricación.

En el nuevo estudio, Los científicos e ingenieros de OSU describen el uso de un "contacto de metal amorfo" como una tecnología que resuelve los problemas que anteriormente afectaban a los diodos MIM. Los diodos OSU se fabricaron a temperaturas relativamente bajas con técnicas que se prestarían a la fabricación de dispositivos en una variedad de sustratos en grandes áreas.

Los investigadores de OSU han sido líderes en una serie de importantes avances en la ciencia de los materiales en los últimos años, incluido el campo de la electrónica transparente. Los científicos universitarios harán un trabajo inicial con la nueva tecnología en pantallas electrónicas, pero son posibles muchas aplicaciones, ellos dicen.

Son posibles las computadoras y la electrónica de alta velocidad que no dependen de transistores. También en el horizonte están las tecnologías de "recolección de energía", como la captura nocturna de energía solar reradiada, una forma de producir energía de la Tierra mientras se enfría durante la noche.

"Por mucho tiempo, todo el mundo ha querido algo que nos lleve más allá del silicio, ", Dijo Keszler." Esta podría ser una forma de simplemente imprimir productos electrónicos en una escala de tamaño enorme, incluso con menos costos de lo que podemos ahora. Y cuando los productos comiencen a emerger, el aumento en la velocidad de operación podría ser enorme ".