Defectos ordenados: la clave para potenciar semiconductores y mejorar la eficiencia de los transistores

MadridInvestigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han descubierto una nueva forma de mejorar la tecnología de semiconductores. Han encontrado que utilizar defectos organizados en un material llamado CuIn₅Se₈ puede incrementar su rendimiento. A diferencia de los métodos tradicionales que requieren altas temperaturas y condiciones de vacío, este nuevo enfoque utiliza una solución química a temperaturas y presiones más bajas, lo que lo hace más eficiente y fácil de escalar. Este avance podría conducir a transistores más rápidos.

Este nuevo método ofrece numerosas ventajas:

• Escalabilidad: El proceso de deposición en solución permite aplicaciones de gran tamaño, ideal para pantallas.
• Eficiencia: Las temperaturas más bajas y presiones ambientales reducen el consumo de energía y los costos.
• Compatibilidad: El proceso es compatible con una variedad de sustratos, lo que amplía sus posibles aplicaciones.

La parte especial de este descubrimiento radica en la disposición de los defectos. Normalmente, se consideran un inconveniente, pero en este caso, los defectos forman patrones que se pueden prever. Estos pares de defectos organizados mejoran el movimiento de los electrones, lo que lleva a un rendimiento notable. El material CuIn₅Se₈ funciona mejor que los materiales tradicionales utilizados en pantallas, marcando un avance significativo en la tecnología de semiconductores.

El equipo presentó su nuevo método al construir una pantalla LED inorgánica transparente con una resolución de 508 píxeles por pulgada. La pantalla funciona con transistores que permiten un movimiento de carga eficiente. Utilizando micro-LEDs fabricados con nitruro de galio, este método podría dar lugar a pantallas más brillantes y con menor consumo de energía.

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Este nuevo avance abre posibilidades más allá de las pantallas. Los circuitos de alta velocidad fabricados con CuIn₅Se₈ pueden operar a frecuencias de megahercios, lo que será útil para aplicaciones futuras en cuidados de salud, embalajes inteligentes y el Internet de las cosas. Estas áreas requieren electrónica de alto rendimiento que cubra grandes superficies, y esta tecnología puede ofrecer eso de manera asequible y eficiente.

Aunque se han realizado mejoras recientes, el proceso aún depende de la hidrazina, lo cual plantea un problema ambiental. Los científicos buscan emplear sustancias más seguras para que la tecnología sea más ecológica y apta para su uso a gran escala. La transición a químicos más seguros será crucial para que esta nueva tecnología esté disponible comercialmente.

Esta investigación desafía la creencia habitual de que los defectos son negativos. Al aceptarlos y utilizarlos cuidadosamente, se ha descubierto una nueva forma de desarrollar semiconductores. Esto puede llevar a soluciones más fáciles, eficientes y flexibles para los dispositivos electrónicos futuros. Este avance es muy prometedor para el crecimiento de la electrónica imprimible.