Questo è un modello digitale che mostra come la molibdenite può essere integrata in un transistor. Credito:Credito:EPFL
Chip elettronici più piccoli e più efficienti dal punto di vista energetico potrebbero essere realizzati utilizzando molibdenite. In un articolo apparso online il 30 gennaio sulla rivista Nanotecnologia della natura , Il Laboratory of Nanoscale Electronics and Structures (LANES) dell'EPFL pubblica uno studio che mostra che questo materiale presenta vantaggi distinti rispetto al silicio o al grafene tradizionali per l'uso in applicazioni elettroniche.
Una scoperta fatta all'EPFL potrebbe giocare un ruolo importante nell'elettronica, permettendoci di realizzare transistor più piccoli e più efficienti dal punto di vista energetico. La ricerca condotta nel Laboratorio di Elettronica e Strutture su Nanoscala (LANES) ha rivelato che la molibdenite, o MoS 2 , è un semiconduttore molto efficace. Questo minerale, che è abbondante in natura, viene spesso utilizzato come elemento nelle leghe di acciaio o come additivo nei lubrificanti. Ma non era stato ancora ampiamente studiato per l'uso in elettronica.
100, 000 volte meno energia
"È un materiale bidimensionale, molto sottile e facile da usare in nanotecnologia. Ha un potenziale reale nella fabbricazione di transistor molto piccoli, diodi emettitori di luce (LED) e celle solari, ", afferma il professor Andras Kis dell'EPFL, i cui colleghi di LANES M. Radisavljevic, Con lui hanno collaborato allo studio il prof. Radenovic et M. Brivio. Confronta i suoi vantaggi con altri due materiali:silicio, attualmente il componente principale utilizzato nei chip elettronici e informatici, e grafene, la cui scoperta nel 2004 è valsa ai fisici dell'Università di Manchester Andre Geim e Konstantin Novoselov il Premio Nobel per la Fisica 2010.
Uno dei vantaggi della molibdenite è che è meno voluminosa del silicio, che è un materiale tridimensionale. "In un foglio spesso 0,65 nanometri di MoS 2 , gli elettroni possono muoversi facilmente come in un foglio di silicio spesso 2 nanometri, " spiega Kis. "Ma attualmente non è possibile fabbricare un foglio di silicio sottile come un foglio monostrato di MoS 2 ." Un altro vantaggio della molibdenite è che può essere utilizzata per realizzare transistor che consumano 100, 000 volte meno energia in stato di standby rispetto ai tradizionali transistor al silicio. Un semiconduttore con un "gap" deve essere utilizzato per accendere e spegnere un transistor, e il gap di 1,8 elettronvolt della molibdenite è ideale per questo scopo.
Meglio del grafene
Nella fisica dello stato solido, la teoria delle bande è un modo di rappresentare l'energia degli elettroni in un dato materiale. Nei semiconduttori, spazi liberi da elettroni esistono tra queste bande, i cosiddetti "band gap". Se lo spazio non è troppo piccolo o troppo grande, alcuni elettroni possono saltare attraverso il divario. Offre quindi un maggiore livello di controllo sul comportamento elettrico del materiale, che può essere acceso e spento facilmente.
L'esistenza di questa lacuna nella molibdenite gli conferisce anche un vantaggio rispetto al grafene. Considerato oggi da molti scienziati come il materiale elettronico del futuro, il grafene "semimetallico" non ha spazi vuoti, ed è molto difficile riprodurne uno artificialmente nel materiale.
