Las nanohojas de silicio son delgadas, Capas bidimensionales con propiedades optoelectrónicas excepcionales muy similares a las del grafeno. Aunque, las nanohojas son menos estables. Ahora los investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) tienen, por primera vez, produjo un material compuesto que combina nanohojas de silicio y un polímero que es resistente a los rayos UV y fácil de procesar. Esto acerca a los científicos un paso significativo más hacia aplicaciones industriales como pantallas flexibles y fotosensores.

Similar al carbono, el silicio forma redes bidimensionales que tienen solo una capa atómica de espesor. Como el grafeno por cuyo descubrimiento Andre Geim y Konstantin Novoselov recibieron el Premio Nobel en 2010, estas capas poseen extraordinarias propiedades optoeléctricas. Las nanohojas de silicio podrían, por tanto, encontrar aplicación en nanoelectrónica, por ejemplo en pantallas flexibles, transistores de efecto de campo y fotodetectores. Con su capacidad para almacenar iones de litio, también se está considerando como material de ánodo en baterías de litio recargables.

"Las nanohojas de silicio son particularmente interesantes porque la tecnología de la información actual se basa en silicio y, a diferencia del grafeno, no es necesario cambiar el material básico, "explica Tobias Helbich de la Cátedra WACKER de Química Macromolecular en TUM". las propias nanohojas son muy delicadas y se desintegran rápidamente cuando se exponen a la luz ultravioleta, lo que ha limitado significativamente su aplicación hasta el momento ".

Polímeros y nanohojas:lo mejor de ambos mundos en uno

Ahora Helbich, en colaboración con el profesor Bernhard Rieger, Cátedra de Química Macromolecular, ha incorporado con éxito por primera vez las nanohojas de silicio en un polímero, protegiéndolos de la descomposición. Al mismo tiempo, las nanoláminas están protegidas contra la oxidación. Este es el primer nanocompuesto basado en nanohojas de silicio.

"Lo que hace especial a nuestro nanocompuesto es que combina las propiedades positivas de ambos componentes, "explica Tobias Helbich." La matriz de polímero absorbe la luz en el dominio UV, estabiliza las nanohojas y le da al material las propiedades del polímero, manteniendo al mismo tiempo las notables propiedades optoelectrónicas de las nanohojas ".

Objetivo a largo plazo de la nanoelectrónica:a pasos agigantados para la aplicación industrial

Su flexibilidad y durabilidad frente a influencias externas también hace que el material recientemente desarrollado sea compatible con la tecnología de polímeros estándar para el procesamiento industrial. Esto pone las aplicaciones reales al alcance de la mano.

Los compuestos son especialmente adecuados para su aplicación en el campo emergente de la nanoelectrónica. Aquí, Los componentes electrónicos "clásicos" como circuitos y transistores se implementan en escalas de menos de 100 nanómetros. Esto permite realizar tecnologías completamente nuevas, para procesadores informáticos más rápidos, por ejemplo.

Fotodetector nanoelectrónico

La primera aplicación exitosa del nanocompuesto construido por Helbich se presentó recientemente en el contexto del Programa de Posgrado ATUMS (Alberta / TUM International Graduate School for Functional Hybrid Materials):Alina Lyuleeva y el Prof.Paolo Lugli del Instituto de Nanoelectrónica en TU Munich , en colaboración con Helbich y Rieger, logró construir un fotodetector basado en estas nanoláminas de silicio.

Para tal fin, montaron las nanohojas de silicio incrustadas en polímero sobre una superficie de dióxido de silicio recubierta con contactos de oro. Por sus dimensiones liliputienses, este tipo de detector nanoelectrónico ahorra mucho espacio y energía.