Grafeno (Wiki Commons)
Investigadores de la Universidad de California, en Los Ángeles (UCLA), han encontrado una forma fácil de hacer largas piezas de grafeno. El grafeno, es una delgada hoja de carbón de un átomo de espesor capaz de transportar electrones a velocidades muy altas, haciendo que este material sea muy adecuado para dispositivos electrónicos. Pero producir cantidades suficientemente grandes y homogéneas es un reto.
En Nature Nanotechnology acaba de presentarse un método para conseguir capas de 0,6 nanómetros de espesor y de decenas de micrómetros de ancho. El profesor Yang Yang y colaboradores, colocan las hojas en obleas de silicio para hacer prototipos de transistores de efecto de campo.
Y comprobando al menos 50 de estos transistores, los investigadores han encontrado que los dispositivos tienen una corriente de salida de unos pocos miliamperios, esto es, mil veces mayor que la salida corriente de los dispositivos conseguidos hasta ahora con técnicas similares.
Los electrones circulan a través de las hojas de grafeno decenas de veces más rápidos que en el silicio. El material además permitirá realizar dispositivos mucho más pequeños, rápidos y de menor consumo. Delgado y transparente, el grafeno es también un candidato para sustituir los electrodos de óxido de indio y estaño, y los delgados transistores de silicio actualmente usados en la fabricación de pantallas de visualización.
Como el grafito está compuesto por múltiples capas, la forma más fácil de obtener hojas de grafeno es usando cinta adhesiva para extraer escamas. Pero para que tengan utilidad práctica, las piezas han de ser más grandes. “Si se puede cubrir una oblea de silicio con una hoja de grafeno, entonces puede litografiarse o estamparse y hacer dispositivos más pequeños”, dice James Tour, profesor de química en la Rice University.
Hace dos años, los investigadores idearon un método químico que permitía obtener largas piezas de grafeno. Consistía en oxidar grafito y disolverlo en agua. Los átomos de oxígeno se dispersaban en la solución y después de depositar las hojas de grafeno en un sustrato, el oxígeno era extraído mediante algún proceso químico o mediante calor.
Manish Shhowalla, profesor de materiales de Rutgers ha conseguido películas de unos pocos centímetros de ancho y de uno a dos nanómetros de espesor mediante este método usando vapores de hidracina para quitar el oxígeno.
Pero Yang advierte que con este método, al depositar el grafeno en el substrato, muchos grupos de oxígeno quedan atrapados en las hojas y no pueden eliminarse, lo que va en detrimento de las propiedades eléctricas.
Yang y sus colegas disuelven óxido de grafito en piezas en hidracina pura. Esto escinde las hojas de grafeno y mantiene todos los grupos de oxígeno en una capa. Entonces pueden depositarse las piezas en la oblea de silicio o en superficies flexibles.
Los investigadores cubren uniformemente grandes áreas de oblea de silicio de un centímetro y medio de longitud y espesor con hojas de grafeno sobre los que depositan electrodos de oro consiguiendo transistores de efecto campo.
Los investigadores siguen trabajando para conseguir mejorar la calidad de las hojas de grafeno, ya que será necesario refinar el proceso haciéndolo capaz de llenar huecos de unos 30 centímetros en las obleas con grafeno limpio antes de pasar a producirlos industrialmente.
Vía : MIT Technology Review
