El telurio ofrece mejor material para la electrónica de alta velocidad

Telurio

Investigadores de Purdue han descubierto un nuevo material bidimensional, derivado del elemento raro telurio, para hacer transistores más eficientes para chips de ordenador.

El descubrimiento se suma a una lista de materiales extremadamente delgados y bidimensionales que los ingenieros han intentado utilizar para mejorar la velocidad de operación de los transistores de un chip, lo que permite que la información se procese más rápidamente en dispositivos electrónicos, como teléfonos y ordenadores, además de sensores de infrarrojos.

 

Otros materiales bidimensionales, como el grafeno, el fósforo negro y el silicio, carecen de estabilidad a temperatura ambiente o de los enfoques de producción factibles necesarios para nanofabricación de transistores efectivos para dispositivos de mayor velocidad.

 

"Todos los transistores necesitan enviar una gran corriente, lo que se traduce en electrónica de alta velocidad", dijo Peide Ye, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática. "Los cables unidimensionales que actualmente componen los transistores tienen secciones transversales muy pequeñas. Pero un material bidimensional, que actúa como una hoja, puede enviar una corriente sobre un área de superficie más amplia".

 

El telureno, una lámina bidimensional que se encuentra en el elemento telurio, logra una estructura de transistores estable similar a una lámina con transportadores de movimiento más rápido, es decir, los electrones y agujeros que dejan en su lugar. A pesar de la rareza del telurio, los pros del telureno harían posible que los transistores hechos de materiales bidimensionales sean más fáciles de producir a mayor escala. Los investigadores detallan sus hallazgos en Nature Electronics.

 

"A pesar de que el telurio no es abundante en la corteza terrestre, solo necesitamos un poco para sintetizarlo 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 los componentes electrónicos normalmente se usan a temperatura ambiente, los transistores de telureno naturalmente estables son más prácticos y rentables que otros materiales bidimensionales que han requerido una cámara de vacío o una temperatura de operación baja para lograr una estabilidad y un rendimiento similares.

 

Las láminas de cristal más grandes de telureno también significan menos barreras entre estas y el movimiento de los electrones, un problema con las laminas más numerosas y más pequeñas de otros materiales bidimensionales.

"La alta movilidad del portador a temperatura ambiente significa aplicaciones más prácticas", dijo Ye. Los electrones y los orificios que se mueven más rápido conducen a corrientes más altas en un chip.

 

Los investigadores anticipan que debido a que el telureno puede crecer por sí mismo sin la ayuda de ninguna otra sustancia, el material podría usarse en otras aplicaciones más allá de los transistores de chips 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".