Los científicos que utilizan láseres en una instalación del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC) en el Reino Unido creen que están un paso más cerca de encontrar un reemplazo para los chips de silicio que son más rápidos y usan menos energía que en la actualidad.

El equipo ha probado el comportamiento del grafeno bicapa para descubrir si podría utilizarse o no como semiconductor. Sus resultados sugieren que podría reemplazar a los transistores de silicio en circuitos electrónicos.

El grafeno es carbono puro en forma de una capa muy fina, hoja casi transparente, 0 un átomo de espesor. Es conocido como un "material milagroso" debido a su notable fuerza y ​​eficiencia en la conducción de calor y electricidad.

En su forma actual, el grafeno no es adecuado para transistores, que son la base de toda la electrónica moderna. Para que un transistor sea tecnológicamente viable, debe poder "apagarse" de modo que sólo una pequeña corriente eléctrica fluya a través de su puerta cuando está en estado de espera. El grafeno no tiene una banda prohibida, por lo que no se puede apagar.

El equipo de investigación dirigido por el profesor Philip Hofmann de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, utilizó un nuevo material, el grafeno bicapa, en el que se colocan dos capas de grafeno una encima de la otra, dejando una pequeña banda prohibida para fomentar la transferencia de energía entre capas.

Usando Artemis en la Central Laser Facility de STFC, que tiene su sede en el Laboratorio Rutherford Appleton en Oxfordshire, los investigadores dispararon pulsos de láser de bomba ultracortos a la muestra de grafeno bicapa, impulsando electrones en la banda de conducción.

Un segundo corto ultravioleta extrema, pulso de longitud de onda luego expulsó electrones de la muestra. Estos se recopilaron y analizaron para proporcionar una instantánea de las energías y el movimiento de los electrones.

"Tomamos una serie de estas medidas, variando el tiempo de retardo entre la bomba láser infrarroja y la sonda ultravioleta extrema, y secuenciarlos en una película, "dijo la Dra. Cephise Cacho de STFC, uno del equipo de investigación. "Para ver cómo se comportan los electrones que se mueven rápidamente, cada fotograma de la película debe estar separado por una fracción de mil millonésima de segundo ".

El profesor Hofmann dijo:"Lo que hemos demostrado con esta investigación es que nuestra muestra se comporta como un semiconductor, y no está cortocircuitado por defectos ".

Puede haber imperfecciones en el grafeno bicapa ya que las capas a veces se desalinean.

Los resultados de esta investigación, en el que el grafeno no mostró defectos, sugieren que se deben realizar más esfuerzos tecnológicos para minimizar las imperfecciones. Una vez hecho esto, Existe la posibilidad de que el rendimiento de desconexión del grafeno bicapa pueda aumentarse lo suficiente como para desafiar los dispositivos basados ​​en silicio.

Los transistores de grafeno podrían hacer más pequeños, chips electrónicos más rápidos que los que se pueden conseguir con silicio. Eventualmente, se podrían colocar más y más transistores en un solo microchip para producir más rápido, procesadores más potentes para su uso en equipos electrónicos.