Un nuevo semiconductor transparente y eficiente abre paso a aplicaciones avanzadas en dispositivos electrónicos de alta potencia

Un equipo de investigadores de la Universidad de Minnesota ha desarrollado un nuevo material semiconductor casi invisible y altamente eficiente. Este avance podría mejorar de forma significativa la eficiencia de dispositivos electrónicos de alta potencia, especialmente aquellos que requieren transparencia, como los láseres y otros dispositivos optoelectrónicos.

Tal y como publican en Interesting Engineering, el material creado permite que los electrones se desplacen a gran velocidad sin perder transparencia ante la luz visible y ultravioleta. Esta característica es poco común en los semiconductores, ya que normalmente los materiales conductores son opacos. El avance en sí es bastante impresionante.

Un salto para los dispositivos electrónicos de alta potencia

El nuevo semiconductor se basa en óxidos conductores transparentes con una estructura en capas muy fina, que logra un equilibrio entre transparencia y conductividad. La clave de este avance está en la creación de un material con un “gap de banda ultraancho”, lo que permite que mantenga su capacidad de conducir electricidad en condiciones extremas, como altas temperaturas, y con una mayor eficiencia.

A diferencia de otros materiales, este semiconductor es capaz de combinar propiedades de transparencia con una alta movilidad de electrones, lo cual ha sido un desafío hasta ahora. Como explican los investigadores, el diseño de este material permite que los electrones se muevan con mayor rapidez y eficiencia, lo que podría traducirse en dispositivos electrónicos que no solo son más rápidos, sino también más duraderos en condiciones adversas.

Esta combinación de transparencia y alta conductividad abre la puerta a aplicaciones novedosas en dispositivos que necesitan claridad óptica y rendimiento electrónico. Estas propiedades han sido difíciles de combinar en un solo material, y esta innovación podría marcar una diferencia en áreas como la computación cuántica, dispositivos móviles y tecnologías de inteligencia artificial.

El equipo de la Universidad de Minnesota, dirigido por el Dr. Bharat Jalan, ha mostrado que su diseño de capas finas no presenta defectos importantes, un logro clave en el desarrollo de semiconductores basados en óxidos perovskitas (materiales con una estructura cristalina especial que son buenos conductores de electricidad y, a la vez, son transparentes y soportan altas temperaturas).

El análisis mediante microscopía electrónica confirma que el material tiene una estructura limpia y estable, lo cual aumenta su potencial para aplicaciones en dispositivos de alta potencia, como láseres y tecnologías de comunicación de ultra-violeta profundo, que requieren una alta resistencia a la temperatura y una fiabilidad excepcional.

Este desarrollo se suma a otros avances recientes en el campo de los semiconductores, donde los investigadores están buscando nuevos materiales y estructuras. Por ejemplo, el primer semiconductor de grafeno ya está aquí y promete aliviar problemas de suministro, mientras que un semiconductor superatómico descubierto por accidente ofrece una velocidad récord. Estos avances también incluyen semiconductores de hidrogel, que pueden cambiar la forma en que interactuamos con la tecnología.

Fuente: lavanguardia.com