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lunes, marzo 4, 2024

Descubren el semiconductor más rápido y eficaz conocido hasta la fecha

Imagen ilustrativaMark Garlick / Science Photo Library
  • Se trata del material Re6Se8Cl2, cuyos excitones-polarones acústicos se mueven el doble de rápido que los electrones del silicio, que constituye la base de muchos dispositivos electrónicos actuales.

Los investigadores desarrollaron un microscopio avanzado con una enorme resolución espacial y temporal para investigar dicho material, viendo así que, en lugar de dispersarse cuando entran en contacto con los fonones, sus excitones se unen a los fonones para crear nuevas cuasipartículas llamadas excitones-polarones acústicos. Estas últimas se mueven a mayor velocidad que los electrones del silicio, que constituye la base de, entre otras cosas, los teléfonos y ordenadores de hoy en día.

De hecho, observaron que sus polarones tienen una propiedad especial: son capaces de fluir de forma balística o sin dispersión, comportamiento que podría traducirse algún día en dispositivos más rápidos y eficientes.

En los experimentos realizados por el equipo, los excitones-polarones acústicos se movían con rapidez, el doble que los electrones del silicio, y cruzaban varias micras de la muestra en menos de un nanosegundo. Los científicos creen que podrían cubrir más de 25 micrómetros a la vez y las velocidades de los dispositivos teóricos podrían alcanzar los femtosegundos, seis órdenes de magnitud más rápidos que los nanosegundos de la electrónica actual de gigahercios.

«El mejor semiconductor»

«En términos de transporte de energía, el Re6Se8Cl2 es el mejor semiconductor que conocemos, al menos hasta ahora», explicó Milan Delor, profesor de química en ese centro universitario y coautor de la investigación.

El Re6Se8Cl2 puede pelarse en láminas finas como un átomo, lo que significa que es posible combinarlo con otros materiales similares en busca de propiedades únicas adicionales. No obstante, es poco probable que llegue a convertirse en un producto comercial porque el primer elemento de la molécula, el renio, es uno de los más raros del planeta y, por ende, extremadamente caro.

«Este es el único material en el que se ha observado un transporte balístico de excitones a temperatura ambiente. Pero ahora podemos empezar a predecir qué otros materiales podrían tener este comportamiento que no habíamos considerado antes», continuó Delor. «Hay toda una familia de materiales superatómicos y otros semiconductores 2D con propiedades favorables para la formación de polarón acústico», concluyó.

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