Hojas bidimensionales de materiales electrónicos, como el grafeno, prometen aplicaciones prácticas de nanoelectrónica, incluidos los circuitos electrónicos transparentes utilizados en pantallas electrónicas. El disulfuro de molibdeno (MoS2) es de particular interés porque, a diferencia del grafeno metálico, es semiconductor, como el silicio, el semiconductor que sustenta la tecnología informática actual.

Ahora, Yongqing Cai del Instituto A * STAR de Computación de Alto Rendimiento en Singapur, con colegas de China y Estados Unidos, ha calculado que, agregando hidrógeno a una superficie de MoS2, regiones de la superficie se pueden convertir en "carreteras" metálicas. Estas carreteras pueden transportar cargas eléctricas entre diferentes áreas de una nanoplaca de MoS2, permitiendo la fabricación de circuitos electrónicos integrados.

Los chips de computadora requieren tanto semiconductores como metales. Los semiconductores (típicamente de silicio) son la base de componentes electrónicos como transistores, mientras que los metales (generalmente cobre u oro) se utilizan para cables que transportan cargas eléctricas alrededor de un chip. Una ventaja de utilizar láminas bidimensionales como MoS2 es que se pueden integrar semiconductores y metales en la misma lámina, facilitando el desarrollo de chips de computadora a nanoescala.

Para que esto se convierta en realidad, las propiedades semiconductoras de una hoja de MoS2 deben modificarse para permitir que algunas áreas de la hoja se vuelvan metálicas y, por tanto, conductoras de la electricidad. Cai llama a estas regiones 'nanoroads'. "El diseño de nanocarreteras conductoras en nanohojas bidimensionales, de una manera que no comprometa su integridad estructural, es fundamental para transportar cargas eléctricas y crear canales de alta conductividad para aplicaciones nanoelectrónicas, "explica Cai.

MoS2 debe modificarse antes de que pueda conducir electricidad, ya que requiere átomos adicionales para poder transportar cargas eléctricas. Los investigadores simularon los efectos de agregar átomos de hidrógeno a la superficie de una hoja de MoS2 y encontraron que MoS2 se volverá metálico en áreas donde los átomos de hidrógeno se unen a su superficie. Demostraron que la adición de líneas o cadenas de átomos de hidrógeno a la superficie creaba tiras metálicas. Los cálculos de los investigadores revelan que estas tiras, o nanoroads, son conductores eléctricos fiables, y, en tono rimbombante, no dañan la estructura de las láminas subyacentes.

En términos de implementación práctica, la tecnología ya existe para depositar hidrógeno en nanohojas de semiconductores:el hidrógeno se ha depositado en otras hojas bidimensionales, incluido el grafeno. Antes de que las hojas de MoS2 se puedan utilizar para producir componentes como transistores, Es necesario desarrollar un método para producir regiones deficientes en electrones. Una vez que se haya abordado este desafío práctico, se abrirá el camino para utilizar con éxito MoS2 en aplicaciones electrónicas integradas.