(Izquierda) Estructura cristalina para la fase cristalina entremezclada del compuesto de cambio de fase GeSb2Te4. (Medio) Espectro de fotoemisión resuelto en ángulo de GeSb2Te4 cristalino mostrando la banda linealmente dispersiva que cruza el nivel de Fermi. (Derecha) Estructura de banda esquemática del cristalino GeSb2Te4 basado en este estudio Crédito:Akio Kimura, Universidad de Hiroshima
Los investigadores han encontrado electrones que se comportan como si no tuvieran masa, llamados electrones de Dirac, en un compuesto utilizado en discos regrabables, como CD y DVD. El descubrimiento de electrones 'sin masa' en este material de cambio de fase podría conducir a dispositivos electrónicos más rápidos.
El equipo internacional publicó sus resultados el 6 de julio en ACS Nano , una revista de la American Chemical Society.
El compuesto, GeSb 2 Te 4 , es un material de cambio de fase, lo que significa que su estructura atómica cambia de amorfa a cristalina bajo calor. Cada estructura tiene propiedades individuales y es reversible, haciendo del compuesto un material ideal para usar en dispositivos electrónicos donde la información se puede escribir y reescribir varias veces.
"Los materiales de cambio de fase han atraído una gran atención debido al fuerte contraste en las propiedades ópticas y eléctricas entre sus dos fases, "dijo el autor del artículo Akio Kimura, profesor del Departamento de Ciencias Físicas de la Escuela de Graduados de Ciencias y de la Escuela de Graduados de Ciencias e Ingeniería Avanzadas de la Universidad de Hiroshima. "La estructura electrónica en la fase amorfa ya se ha abordado, pero aún no se había investigado el estudio experimental de la estructura electrónica en la fase cristalina ".
Los investigadores encontraron que la fase cristalina de GeSb 2 Te 4 tiene electrones de Dirac, lo que significa que se comporta de manera similar al grafeno, un material conductor que consta de una sola capa de átomos de carbono. También encontraron que la superficie de la estructura cristalina comparte características con un aislante topológico, donde la estructura interna permanece estática mientras la superficie conduce actividad eléctrica.
Esquema de la fase amorfa (izquierda) y fase cristalina (derecha) de los materiales de cambio de fase que demuestran el reordenamiento atómico durante la transición de fase. La fase amorfa muestra un comportamiento semiconductor con una gran resistividad eléctrica mientras que la fase cristalina se comporta metálica con una resistividad eléctrica mucho menor. Crédito:Akio Kimura, Universidad de Hiroshima
“La fase amorfa muestra un comportamiento semiconductor con una gran resistividad eléctrica mientras que la fase cristalina se comporta como una metálica con una resistividad eléctrica mucho menor, "dijo Munisa Nurmamat, autor del artículo y profesor asistente en el Departamento de Ciencias Físicas de la Escuela de Graduados de Ciencias y la Escuela de Graduados de Ciencias e Ingeniería Avanzadas de la Universidad de Hiroshima. "La fase cristalina de GeSb 2 Te 4 puede verse como un análogo tridimensional del grafeno ".
Los investigadores ya consideran que el grafeno es un material conductor de alta velocidad, según Nurmamat y Kimura, pero su relación inherentemente baja dentro y fuera de corriente limita la forma en que se aplica en los dispositivos electrónicos. Como versión tridimensional del grafeno, GeSb 2 Te 4 combina velocidad con flexibilidad para diseñar la próxima generación de dispositivos de conmutación eléctricos.
