Llega el sustituto del silicio

Un equipo de investigadores noruegos ha conseguido por vez primera desarrollar un método de producción de semiconductores a partir de grafeno, un alótropo del carbono (una variación de este elemento) con la forma de un teselado hexagonal plano y propiedades sorprendentes, como el hecho de ser el material más fuerte del mundo.

El avance conseguido podría revolucionar la industria tecnológica, según publica The Research Council of Norway en un comunicado.

El nuevo método consiste en desarrollar nanocables semiconductores en grafeno. Para ello, los investigadores “bombardean” la superficie de este material con átomos de galio y moléculas de arsénico, generando así una red de minúsculos nanocables.

El resultado es un material híbrido, de un grosor de tan solo un micrómetro, que actúa eficientemente como semiconductor. En comparación, los semiconductores actuales de silicio (material que se usa en la fabricación de chips para transistores, pilas solares y una gran variedad de circuitos electrónicos), serían varios cientos de veces más gruesos.

La capacidad conductora de electricidad del semiconductor de grafeno creado podría, además, ser influida por la temperatura, la luz o la adición de otros átomos.

Todo un mundo de posibilidades

Como se ha dicho, el grafeno es el material más duro del mundo. Pero, además, es también el material más fino conocido. Consiste en una sola capa de átomos de carbono, transparente y flexible.

El grafeno conduce asimismo la electricidad y el calor de manera muy eficiente y, quizá lo que es lo más importante, tiene un coste de producción muy bajo.

Dadas todas estas condiciones, sería posible sustituir el silicio por el grafeno en la fabricación de semiconductores y con él sería posible “hacer componentes semiconductores más baratos y más eficientes que los que actualmente se encuentran en el mercado”, afirma Helge Weman, de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), coautor del avance junto al profesor Bjørn-Ove Fimland.

“Un material que incluye una base flexible y que, además, es transparente, nos abre todo un mundo de oportunidades, del que solo hemos visualizado la superficie”, afirma Weman.

“Esto puede suponer una revolución en la producción de células solares y componentes LED. Las ventanas de las casas tradicionales podrían funcionar también como paneles solares o pantallas de televisión. Y las pantallas de los teléfonos móviles podrían convertirse en esferas que se colocasen en la muñeca, como los relojes. En resumen, el potencial (de aplicaciones) es enorme”, concluye el investigador.

En el mercado en cinco años

Por esa razón, los investigadores están ya empezando a crear prototipos dirigidos a áreas específicas de aplicación. Ya han entrado en contacto con gigantes de la industria electrónica, como Samsung e IBM.

“Hay un tremendo interés en la producción de semiconductores a partir de grafeno, así que no será difícil encontrar socios colaborativos”, asegura Weman. Los científicos esperan tener listo el nuevo material semiconductor híbrido para su comercialización en solo cinco años.

En 2010, el Premio Nobel de Física fue concedido a los dos investigadores que realizaron los primeros experimentos sobre el grafeno, los físicos de la Universidad de Manchester, Andre Geim y Konstantin Novoselov, en reconocimiento a un trabajo cuyo alcance está aún por determinar.

Se cree que, entre otras aplicaciones, el grafeno podría utilizarse para fabricar transistores súper pequeños (de solo un átomo de grosor y 10 átomos de ancho); así como sistemas de almacenamiento energético altamente eficientes.

Asimismo, se espera que un reciente hallazgo sobre este material (se ha descubierto que las estructuras de sus capas atómicas son casi perfectas) posibilite el desarrollo de una nueva generación de chips informáticos.