Dopo un decennio di intense ricerche sul grafene e sui materiali bidimensionali, un nuovo materiale semiconduttore mostra il potenziale per il futuro dell'elettronica superveloce.

Il nuovo semiconduttore chiamato Indium Selenide (InSe) ha uno spessore di pochi atomi, analogamente al grafene. La ricerca è stata riportata in Nanotecnologia della natura questa settimana dai ricercatori dell'Università di Manchester e dai loro colleghi dell'Università di Nottingham.

Il grafene è spesso solo un atomo e ha proprietà elettroniche senza rivali, che ha portato a suggerimenti ampiamente pubblicizzati sul suo utilizzo nei futuri circuiti elettronici.

Nonostante tutte le sue proprietà superlative, il grafene non ha gap di energia. Si comporta più come un metallo che come un normale semiconduttore, frustrando il suo potenziale per applicazioni di tipo transistor.

La nuova ricerca mostra che i cristalli di InSe possono essere realizzati solo con pochi atomi di spessore, sottile quasi quanto il grafene. InSe ha dimostrato di avere una qualità elettronica superiore a quella del silicio che è ubiquitariamente utilizzato nell'elettronica moderna.

È importante sottolineare che a differenza del grafene ma simile al silicio, InSe ultrasottile ha un ampio gap di energia che consente di accendere e spegnere facilmente i transistor, consentendo dispositivi elettronici di nuova generazione superveloci.

Combinando il grafene con altri nuovi materiali, che singolarmente hanno ottime caratteristiche complementari alle straordinarie proprietà del grafene, ha portato a interessanti sviluppi scientifici e potrebbe produrre applicazioni ancora oltre la nostra immaginazione.

Sir André Geim, uno degli autori di questo studio e vincitore del Premio Nobel per la Fisica per la ricerca sul grafene, ritiene che le nuove scoperte potrebbero avere un impatto significativo sullo sviluppo dell'elettronica futura.

"InSe ultrasottile sembra offrire il giusto mezzo tra silicio e grafene. Simile al grafene, InSe offre un corpo naturalmente sottile, consentendo il ridimensionamento alle vere dimensioni nanometriche. Simile al silicio, InSe è un ottimo semiconduttore."

I ricercatori di Manchester hanno dovuto superare un grosso problema per creare dispositivi InSe di alta qualità. Essendo così magro, InSe viene rapidamente danneggiato dall'ossigeno e dall'umidità presenti nell'atmosfera. Per evitare tali danni, i dispositivi sono stati preparati in atmosfera di argon utilizzando nuove tecnologie sviluppate presso il National Graphene Institute.

Ciò ha consentito per la prima volta film di alta qualità atomicamente sottili di InSe. La mobilità degli elettroni a temperatura ambiente è stata misurata a 2, 000 cm ² /V, notevolmente superiore al silicio. Questo valore aumenta più volte a temperature più basse.

Gli esperimenti attuali hanno prodotto il materiale di dimensioni di diversi micrometri, paragonabile alla sezione di un capello umano. I ricercatori ritengono che seguendo i metodi ora ampiamente utilizzati per produrre fogli di grafene di grandi dimensioni, InSe potrebbe presto essere prodotto anche a livello commerciale.

Co-autore dell'articolo, il professor Vladimir Falko, Il direttore del National Graphene Institute ha dichiarato:"La tecnologia sviluppata dall'NGI per separare strati atomici di materiali in cristalli bidimensionali di alta qualità offre grandi opportunità per creare nuovi sistemi di materiali per applicazioni optoelettroniche. Siamo costantemente alla ricerca di nuovi materiali stratificati. provare."

InSe ultrasottile fa parte di una famiglia in crescita di cristalli bidimensionali che hanno una varietà di proprietà utili a seconda della loro struttura, spessore e composizione chimica.

Attualmente, la ricerca sul grafene e sui relativi materiali bidimensionali è il campo in più rapida crescita della scienza dei materiali che collega scienza e ingegneria.