Los excitones son cuasipartículas hechas del estado excitado de los electrones y, según la investigación que se está llevando a cabo en EPFL, tienen el potencial de aumentar la eficiencia energética de nuestros dispositivos cotidianos.

Es una forma completamente nueva de pensar en la electrónica. Los excitones, o cuasipartículas que se forman cuando los electrones absorben luz, revolucionarán los componentes básicos de los circuitos. Los científicos de EPFL han estado estudiando sus extraordinarias propiedades para diseñar sistemas electrónicos más eficientes energéticamente, y ahora he encontrado una manera de controlar mejor los excitones que se mueven en los semiconductores. Sus hallazgos aparecen hoy en Nanotecnología de la naturaleza .

Las cuasipartículas son fenómenos temporales que resultan de la interacción entre dos partículas dentro de la materia sólida. Los excitones se crean cuando un electrón absorbe un fotón y pasa a un estado de mayor energía, dejando un agujero en su estado energético anterior (llamado "banda de valencia" en la teoría de bandas). El electrón y el agujero del electrón están unidos mediante fuerzas de atracción, y los dos juntos forman lo que se llama un excitón. Una vez que el electrón vuelve a caer en el agujero, emite un fotón y el excitón deja de existir.

El año pasado, un equipo de científicos del Laboratorio de Electrónica y Estructuras a Nanoescala (LANES) de la EPFL anunció que habían desarrollado un transistor, uno de los componentes de los circuitos, que funciona con excitones en lugar de electrones (ver artículo). Y por primera vez pudieron hacer que los transistores funcionaran a temperatura ambiente, un gran paso adelante para el desarrollo de aplicaciones prácticas para esta tecnología.

Para hacer que los excitones duren más, los científicos colocaron dos materiales 2-D diferentes uno encima del otro:diselenuro de tungsteno (WSe ₂ ) y diselenuro de molibdeno (MoSe ₂ ). El material resultante tenía una textura brillante que influía en la distribución de las cuasipartículas. "Con estos dos materiales, los excitones tendían a agruparse en lugares específicos y evitar que la corriente fluyera, "dice Andras Kis, el responsable de CARRILES y coautor del estudio. Para evitar que eso suceda, esta vez, el equipo de investigación agregó una capa intermedia de nitruro de boro de forma hexagonal (h-BN), lo que les permite ver los excitones y sus niveles de energía con mayor claridad.

El equipo de investigación también descubrió una forma de polarizar las corrientes de excitones, lo que significa que las cuasipartículas podrían eventualmente usarse para codificar datos de forma independiente a través de variaciones en la magnitud de la corriente, así como su polarización. Eso abre la puerta a más aplicaciones tanto en codificación como en procesamiento de datos a nivel nanoscópico.