Nuevos materiales: el grafeno
De todos es conocido que el material semiconductor por excelencia es elSilicio. No obstante, se están desarrollando nuevos materiales con propiedades de conductividad extremadamente buenas que podrían utilizarse en la nanoelectrónica. Este es el caso del grafeno, fabricado por primera vez en un laboratorio en el año 2004.
El grafeno es una forma particular de disponer los átomos de carbono, así como los fullerenos y los nanotubos de carbono. En el grafeno los átomos de carbono se unen en láminas planas de un átomo de espesor, formando un panal de abejas hexagonal (con un átomo en cada vértice).
Grafeno
En el caso de que se coloquen muchos panales uno sobre otro, se tiene grafito, como es el caso de los lápices comunes. Si se enrolla una porción de una de esas láminas en forma de esfera, como un balón de fútbol, se producen fullerenos, unas moléculas de tan gran interés que a sus descubridores se les concedió el Nobel de Química del año 1996. Si se enrolla el panal formando un cilindro, se tiene un nanotubo de carbono.
Fullereno Nanotubo de carbono
Como ya se había predicho hace algunos años, una lámina bidimensional, casi plana, de carbono es termodinámicamente inestable. De ahí, que el grafeno que se ha conseguido sintetizar hasta ahora no es perfecto, y posee defectos microscópicos que son los que le otorgan parte de sus propiedades tan especiales. Entre ellas, cabe destacar las siguientes:
- Los electrones que se mueven en el � � Spanal� �� formado por celdas hexagonales con átomos de carbono en los vértices, debido a la interacción con esta red, se comportan como cuasipartículas sin masa llamadas fermiones de Dirac, que se mueven a una velocidad constante cercana a la velocidad de la luz. De manera que pueden mostrar comportamientos relativistas que pueden corroborar experimentalmente lo que se había predicho hace más de 50 años de manera teórica.
- El paso de los electrones por el grafeno origina un efecto Hall cuánticoque es imprescindible para su comportamiento como semiconductor. No obstante mientras que otros semiconductores sólo presentan este efecto a temperaturas muy bajas, el grafeno lo mantiene a temperatura ambiente, lo que le convierte en un semiconductor excelente y su conductividad eléctrica nunca puede ser cero, incluso cuando no hay electrones libres en el grafeno.
- Debido a las propiedades anteriores, los electrones del grafeno pueden moverse libremente por toda la lámina y no limitarse a un camino recto como ocurre en los transistores convencionales de Si, donde se crean pequeños tubos por donde circula la corriente eléctrica.
En resumen, el grafeno es un semiconductor que puede operar a escala nanométrica y a temperatura ambiente, con propiedades que ningún otro semiconductor ofrece.
Este material ha llegado para revolucionar la electrónica permitiendo fabricar dispositivos electrónicos muchos más pequeños que cualquiera de los que existen actualmente. Sólo falta desarrollar algún proceso industrial para fabricar el material con las propiedades semiconductores de manera masiva. Pero todo está por llegar. Cada vez está más próximo el momento del relevo para el Silicio.
Enlace: http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2008/04/01/nuevos-materiales-el-grafeno/
Castillo Parra Jesus antonio
C.I. 15430564
CRF
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