Los investigadores de Purdue han descubierto un nuevo material bidimensional, derivado del elemento raro telurio, para hacer transistores que transportan una corriente mejor a través de un chip de computadora.

El descubrimiento se suma a una lista de extremadamente delgados, materiales bidimensionales que los ingenieros han intentado utilizar para mejorar la velocidad de funcionamiento de los transistores de un chip, que luego permite que la información se procese más rápido en dispositivos electrónicos, como teléfonos y computadoras, y tecnologías de defensa como sensores infrarrojos.

Otros materiales bidimensionales, como el grafeno, fósforo negro y siliceno, han carecido de estabilidad a temperatura ambiente o de los enfoques de producción factibles necesarios para nanofabricar transistores eficaces para dispositivos de mayor velocidad.

"Todos los transistores deben enviar una gran corriente, que se traduce en electrónica de alta velocidad, "dijo Peide Ye, Richard J. y Mary Jo Schwartz, profesora de Purdue de Ingeniería Eléctrica e Informática. "Los cables unidimensionales que actualmente forman los transistores tienen secciones transversales muy pequeñas. Pero un material bidimensional, actuando como una sábana, puede enviar una corriente sobre una superficie más amplia ".

Telureno una película bidimensional que los investigadores encontraron en el elemento telurio, logra un estable, estructura de transistor en forma de hoja con portadores que se mueven más rápido, es decir, los electrones y los agujeros que dejan en su lugar. A pesar de la rareza del telurio, las ventajas del telureno harían que los transistores hechos de materiales bidimensionales fueran más fáciles de producir a mayor escala. Los investigadores detallan sus hallazgos en Electrónica de la naturaleza .

"Aunque el telurio no es abundante en la corteza terrestre, solo necesitamos un poco para ser sintetizados a través de un método de solución. Y dentro del mismo lote, tenemos un rendimiento de producción muy alto de materiales de telureno bidimensionales, "dijo Wenzhuo Wu, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Industrial de Purdue. "Simplemente amplía el contenedor que contiene la solución, por lo que la productividad es alta ".

Dado que la electrónica se utiliza normalmente a temperatura ambiente, Los transistores de telureno naturalmente estables a esta temperatura son más prácticos y rentables que otros materiales bidimensionales que han requerido una cámara de vacío o una temperatura de funcionamiento baja para lograr una estabilidad y un rendimiento similares.

Las escamas de cristal más grandes de telureno también significan menos barreras entre las escamas para el movimiento de electrones, un problema con los más numerosos, escamas más pequeñas de otros materiales bidimensionales.

"La alta movilidad del operador a temperatura ambiente significa aplicaciones más prácticas, "Ya dijiste. Los electrones y los agujeros que se mueven más rápido conducen a corrientes más altas a través de un chip.

Los investigadores anticipan que debido a que el telureno puede crecer por sí solo sin la ayuda de ninguna otra sustancia, el material podría encontrar uso en otras aplicaciones más allá de los transistores de chip de computadora, como dispositivos impresos flexibles que convierten las vibraciones mecánicas o el calor en electricidad.

"El telureno es un material multifuncional, y Purdue es el lugar de nacimiento de este nuevo material, "Dijo Wu." En nuestra opinión, esto está mucho más cerca de la producción escalable de materiales bidimensionales con propiedades controladas para tecnologías prácticas ".