Durante el último medio siglo, Los científicos han reducido las películas de silicio a solo una pizca de átomos en busca de electrónica más rápida. Para el próximo conjunto de avances, aunque, necesitarán formas novedosas de construir dispositivos aún más pequeños y potentes.

Un estudio dirigido por investigadores de UChicago, publicado el 20 de septiembre en Naturaleza , describe un método innovador para hacer pilas de semiconductores de solo unos pocos átomos de espesor. La técnica ofrece a los científicos e ingenieros un sencillo método rentable para adelgazar, capas uniformes de estos materiales, lo que podría ampliar las capacidades de los dispositivos, desde células solares hasta teléfonos móviles.

Apilar capas delgadas de materiales ofrece una gama de posibilidades para fabricar dispositivos electrónicos con propiedades únicas. Pero fabricar este tipo de películas es un proceso delicado, con poco margen de error.

"La escala del problema que estamos analizando es, Imagínese tratando de colocar una hoja plana de envoltura de plástico del tamaño de Chicago sin que entre burbujas de aire, "dijo Jiwoong Park, un profesor de UChicago del Departamento de Química, el Instituto de Ingeniería Molecular y el Instituto James Franck, quien dirigió el estudio. "Cuando el material en sí tiene solo átomos de espesor, cada pequeño átomo perdido es un problema ".

Hoy dia, estas capas se "cultivan" en lugar de apilarlas una encima de la otra. Pero eso significa que las capas inferiores tienen que estar sometidas a duras condiciones de crecimiento, como altas temperaturas, mientras se agregan las nuevas, un proceso que limita los materiales con los que se fabrican.

En cambio, el equipo de Park hizo las películas individualmente. Luego los metieron al vacío, se las quitó y se las pegó entre sí, como notas Post-It. Esto permitió a los científicos hacer películas que estaban conectadas con enlaces débiles en lugar de enlaces covalentes más fuertes, interfiriendo menos con las superficies perfectas entre las capas.

"Las películas, controlado verticalmente a nivel atómico, son excepcionalmente de alta calidad en obleas enteras, "dijo Kibum Kang, un asociado postdoctoral que fue el primer autor del estudio.

Kan-Heng Lee, un estudiante graduado y co-primer autor del estudio, luego probó las propiedades eléctricas de las películas convirtiéndolas en dispositivos y demostró que sus funciones pueden diseñarse a escala atómica, lo que podría permitirles servir como ingrediente esencial para futuros chips de computadora.

El método abre una miríada de posibilidades para este tipo de películas. Se pueden fabricar sobre agua o plástico; se puede hacer que se desprendan sumergiéndolos en agua; y se pueden tallar o modelar con un haz de iones. Los investigadores están explorando la gama completa de lo que se puede hacer con el método, que dijeron es simple y rentable.

"Esperamos que este nuevo método acelere el descubrimiento de nuevos materiales, además de permitir la fabricación a gran escala, "Dijo Park.