16 de julio de 2024 — Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU. (DEVCOM) y de la Universidad de Ottawa en Canadá han anunciado el desarrollo de un nuevo semiconductor de película delgada ultrafina. Esta innovadora película tiene un grosor de solo 100 nanómetros, aproximadamente una milésima parte del diámetro de un cabello humano, y su velocidad de migración electrónica ha alcanzado un récord siete veces superior al de los semiconductores tradicionales.

El estudio utilizó un material cristalino llamado cuarzo trinitario. El equipo de investigación fabricó esta película utilizando el proceso de epitaxia de haces moleculares (MBE), una técnica que permite construir el material átomo por átomo, minimizando los defectos y logrando una mayor movilidad electrónica.

El profesor Jagadish Mudarra del MIT, autor correspondiente del estudio, señaló que al aplicar corriente a este semiconductor de película delgada, la velocidad de migración de los electrones alcanza los 10000 cm²/Vs. Esta velocidad supera con creces los 1400 cm²/Vs de los semiconductores de silicio tradicionales y es significativamente superior a la de los cables de cobre convencionales.

Las aplicaciones de este semiconductor de película delgada ultrafina son amplias. Su excepcional velocidad de migración electrónica ofrece nuevas posibilidades para el desarrollo de dispositivos electrónicos altamente eficientes. En particular, en los campos de la electrónica de espín y los dispositivos termoeléctricos, esta película podría mejorar el rendimiento y la eficiencia de los dispositivos.

Los dispositivos de electrónica de espín utilizan las propiedades del espín de los electrones para almacenar y procesar información, lo que se espera que proporcione una mayor velocidad de procesamiento y menor consumo de energía. Los dispositivos termoeléctricos portátiles, por otro lado, pueden convertir el calor residual generado por el cuerpo humano en energía eléctrica, proporcionando soporte de energía duradero para dispositivos electrónicos y aumentando su sostenibilidad.

A pesar de estos prometedores resultados, los investigadores aún enfrentan desafíos. Señalan que incluso los defectos más pequeños en el material pueden afectar la velocidad de migración electrónica. Por lo tanto, las futuras investigaciones se centrarán en mejorar aún más el proceso de fabricación de la película para reducir los defectos del material y explorar cómo reducir aún más el grosor de la película, con el objetivo de aplicar mejor esta tecnología en futuros dispositivos electrónicos.