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El futuro sustituto del silicio: ¿Grafeno o Molibdenita?

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by light uchiha on 29 November 2012

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El futuro sustituto del silicio:
¿Grafeno o Molibdenita? La molibdenita es un mineral del grupo II (sulfuros), según la clasificación de Strunz; es un disulfuro de molibdeno (MoS2). Es de apariencia y de tacto similar al grafito; y también posee propiedades lubricantes que son consecuencia de su estructura de capas. La estructura atómica consiste en láminas de átomos de molibdeno contenidos entre láminas de átomos de azufre. Las uniones Mo-S son fuertes, pero la interacción entre átomos de azufre entre las capas superiores e inferiores de un conjunto de tres láminas es débil, lo que produce un efecto de fácil deslizamiento a la vez que planos de exfoliación. El descubrimiento realizado en el laboratorio suizo del École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) podría desarrollar un papel fundamental en el segmento de la electrónica, ya que facilitaría la fabricación de transistores que son más pequeños y más eficientes energéticamente.
La investigación llevada a cabo en el Laboratorio de Electrónica y Structuras a Nanoescala (LANES) ha revelado que la molibdenita (MoS2), es un semiconductor muy eficiente. Además, el mineral, que es muy abundante en la naturaleza, se usa a menudo como un elemento integrante de las aleaciones de acero o como aditivo en lubricantes, pero aún no se había estudiado su aplicación al mundo de la electrónica. Según Andra Kis, uno de profesores del EPFL encargados del estudio, la molibdenita “es un material de dos dimensiones, muy delgado y fácil de usar en nanotecnología. Tiene potencial real en la fabricación de transitores muy pequeños, en la de LEDs y en células solares“.

El Grafeno viene siendo la estrella de los nuevos materiales, con sus increíbles capacidades de conducción eléctrica y térmica que permitirían fabricar computadoras mucho más rápidas y eficientes. Sin embargo, la Molibdenita (MoS2), es un material que puede encontrarse facilmente en la naturaleza y presenta características que lo hacen mucho mejor que el Grafeno para fabricar transistores. La Molibdenita se conoce desde hace muchísimo tiempo, pero recién ahora se empezó a evaluar su potencial como material para aplicaciones electrónicas. Aplicaciones de los nanomateriales

Desde su descubrimiento en 2004, hasta el premio Nobel que ganaron sus “padres” en 2010, el Grafeno se venía perfilando como el sucesor del Silicio a la hora de fabricar componentes electrónicos. Sin embargo, su uso presenta ciertas complicaciones.

Si bien es un material superconductor a temperatura ambiente y tiene una geometría laminar de tan sólo un átomo de espesor (razón por la cual prácticamente no genera pérdidas de energía al hacerle pasar una corriente eléctrica), no dispone de una característica fundamental, el band-gap. El Band-gap (o Banda Prohibida) es el pilar de la electrónica, de ella depende el funcionamiento de diodos y transistores. El band-gap permite que un material se comporte como conductor o como aislante, sirviendo como llaves on-off. Molibdenita, la nueva estrella de Silicon Valley

La Molibdenita es un mineral muy abundante en la naturaleza, de estructura laminar, compuesta por una capa de átomos de Molibdeno, entre dos capas de átomos de Azufre. Esta configuración tipo sandwich le confiere propiedades especiales. Actualmente, es ampliamente utilizada como aditivo EP (Extrema Presión) para lubricantes, pero también tendría aplicaciones dentro de la rama electrónica.
La presencia de capas alternadas de Azufre y Molibdeno generan en el material una banda prohibida de 1,8 eV que sirve como control del flujo de electrones. Con este material podrían construirse procesadores mucho más pequeños y que consuman unas 100.000 veces menos energía que uno de Silicio en estado de reposo.

Y aquí no se terminan sus beneficios, la Molibdenita, además de ser abundante en la naturaleza, es muy fácil de separarse en capas, mediante un proceso de exfoliación. La atracción entre capas de Azufre es muy baja, con lo que el material se puede hacer deslizar para ir obteniendo sandwiches de capas Azufre – Molibdeno – Azufre.
La Molibdenita podrá usarse junto al Grafeno para producir procesadores muchísimo más potentes y con menor consumo de energía, así como también, celdas fotoeléctricas más eficientes y en aplicaciones optoeléctricas que requieran de materiales semi-conductores transparentes.
El futuro sustituto del silicio: ¿Grafeno o Molibdenita?
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