Siliceno, el nuevo grafeno

By: esquimal on 13:42:00

Todos hemos oído hablar del grafeno, esa milagrosa costra de solo un átomo de grosor fabricada a partir del carbono. Pero parece que ahora ha llegado el turno del siliceno, un nuevo material destinado a revolucionar el mercado de los microcomponentes. El siliceno presenta una estructura sólida, obtenida a partir de  átomos de silicio, posee la misma estructura de panel de abeja propia del grafeno gracias a la inclusión de una capa extra de plata o cerámica. A pesar de que se conoce desde 2007, los científicos aún buscan un proceso industrial para producirlo masivamente. Si lo encuentran, y seguramente lo harán, podría reemplazar al grafeno.

Hasta no hace mucho se creía que el futuro de los componentes microelectrónicos estaba en manos de un material casi milagroso, llamado grafeno. El grafeno es, esencialmente, una lámina extremadamente delgada (tanto, que sólo tiene un átomo de grosor) de carbono. Esta estructura laminar conforma una red cristalina en la que los átomos de carbono se distribuyen en los vértices de una serie interminable de hexágonos, en una disposición que recuerda a la forma de los panales de las abejas. Tan particulares características le otorgan una serie de cualidades que lo convierten en un material único. O al menos, eso ocurría hasta hace poco.

 

El siliceno posee la misma estructura hexagonal que el grafeno.

En 2007, Lok Lew Yan Voon y Gian Guzmán-Verri, ambos de la Wright State University en Dayton (Ohio), se propusieron buscar la forma de crear un material similar al grafeno pero que emplease como “ladrillos” básicos átomos de silicio. La idea era muy buena, ya que este material -al que por analogía con el otro se denominó siliceno- sería compatible con los componentes electrónicos de los chips actuales, construidos también con silicio. Pero había un problema: el silicio, por si solo, es incapaz de formar este tipo de estructura, ya que no posee de forma natural el tipo de enlaces necesarios para emular al grafeno. Como ocurre en estos casos, varios equipos pertenecientes a diferentes instituciones comenzaron a trabajar para superar esta dificultad. El primer trocito de siliceno, según explica Antoine Fleurence, un investigador del Japan Advanced Institute of Science and Technology en Ishikawa que lideró el equipo que lo construyó, se consiguió depositando los átomos de silicio sobre una superficie de material cerámico que hacia las veces de soporte. Observando la pequeña lámina por medio de rayos X comprobaron que tenía la misma estructura hexagonal presente en el grafeno.

El nuevo material no sólo posee una estructura similar al grafeno sino que también comparte buena parte de sus propiedades electrónicas.

Fleurence no era el único que iba detrás del siliceno. En la  Universidad de Provence en Marsella, el frances Guy Le Lay también se encuentra muy cerca de lograrlo. Le Lay no ha conseguido desarrollar láminas delgadas de siliceno, pero puede crear barras sólidas de ese material, que muestran la estructura interna hexagonal buscada. Así las cosas, parece que la colaboración entre estos dos equipos podría por fin proporcionar siliceno en grandes cantidades. Uno de los secretos del éxito puede ser utilizar plata en reemplazo de la cerámica. El siliceno se está convirtiendo en la estrella del momento, algo que era de esperar por sus características especiales. Según ha explicado Le Lay en el último congreso de la American Physical Society, el nuevo material no sólo posee una estructura similar al grafeno sino que también comparte buena parte de sus propiedades electrónicas. Mediante técnicas espectroscópicas se ha demostrado que el siliceno posee una estructura de bandas electrónicas similares a las que, en el grafeno, permiten a los electrones moverse velozmente por su interior.

 

El silicio, por si solo, es incapaz de formar este tipo de estructura.

Recién estamos dando los primeros pasos en el desarrollo del siliceno. Pero los experimentos realizados hasta ahora demuestran que puede reunir en un mismo material las características del grafeno con la compatibilidad de los componentes semiconductores actuales. Si se logra poner a punto un proceso industrial adecuado para producir siliceno en grandes cantidades y a un coste bajo, seguramente reemplazará al grafeno en buena parte de sus aplicaciones.

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