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El arseniuro de boro cúbico proporciona una alta movilidad tanto a los electrones como a los huecos, y tiene una excelente conductividad térmica

El silicio es uno de los elementos químicos más abundantes de la Tierra, y en su forma pura el material se ha convertido en la base de gran parte de la tecnología moderna, desde las células solares hasta los chips de ordenador. Pero el silicio no es perfecto.

Aunque el silicio permite que los electrones pasen por su estructura con facilidad, es mucho menos permisivo con los «huecos» (las contrapartes con carga positiva de los electrones) y aprovechar ambos es importante para algunos tipos de chips. Además, el silicio no es muy buen conductor del calor, por lo que cuando se calienta es difícil evitar que retenga calor y ello exige recurrir a costosos sistemas de refrigeración como por ejemplo los que son habituales en los ordenadores.

Ahora, un equipo que incluye, entre otros, a Jungwoo Shin y Gang Chen, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, así como a Zhifeng Ren, de la Universidad de Houston en Estados Unidos, ha realizado experimentos que demuestran que un material conocido como arseniuro de boro cúbico no sufre ninguna de esas dos limitaciones. Proporciona una alta movilidad tanto a los electrones como a los huecos, y tiene una excelente conductividad térmica. Es un material que puede rendir mucho más que el silicio. Los investigadores creen que el arseniuro de boro cúbico puede ser el mejor material semiconductor d entre todos los encontrados hasta la fecha, y quizá el mejor que las leyes de la física permiten.

El siguiente paso en esta línea de investigación y desarrollo será ver si el nuevo material puede ser fabricado en cantidades industriales, de modo fácil y económico, y empleado de manera igualmente práctica y asequible en aplicaciones.

Hasta ahora, el arseniuro de boro cúbico solo se ha fabricado y probado en pequeños lotes a escala de laboratorio que no son uniformes. Los investigadores tuvieron que utilizar métodos especiales para probar pequeñas regiones dentro del material.

Habrá que seguir trabajando para determinar si el arseniuro de boro cúbico puede sustituir al omnipresente silicio. Pero incluso en un futuro próximo, el material podría encontrar ya algunos usos, para aplicaciones especiales en las cuales las ventajas de que dispone resultasen decisivas para lograr el objetivo, tal como argumentan los investigadores.

Shin y sus colegas exponen los detalles técnicos de su logro en la revista académica Science, bajo el título “High ambipolar mobility in cubic boron arsenide”. 

28-07-2022 | MIOD / NCyT |

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