El uso de este nuevo semiconductor en electrónica, como procesadores de computadora o equipos de imagen médica, podría ayudar a que funcionen de manera más eficiente, según el equipo de investigación.
Nuevo semiconductor
El material, creado mediante la combinación de los elementos químicos germanio y estaño, puede absorber y emitir luz de manera más efectiva que los semiconductores comúnmente utilizados hechos de silicio.
Funciona facilitando la conversión de luz en energía eléctrica y viceversa, lo cual es fundamental para el funcionamiento de los llamados dispositivos optoelectrónicos, según explican los investigadores.
Aunque investigaciones previas habían sugerido que la aleación de germanio-estaño podría, en teoría, actuar como un semiconductor eficaz para la conversión de luz en energía eléctrica, su producción resultaba extremadamente desafiante, en parte porque los elementos no reaccionan químicamente entre sí en condiciones normales.
Condiciones extremas
Ahora, un equipo liderado por investigadores de Edimburgo ha creado no solo un material, sino toda una nueva clase de semiconductores hechos de germanio-estaño.
El enfoque consiste en calentar mezclas de germanio y estaño a más de 1200 °C, mientras se aplican presiones de hasta 10 gigapascales —alrededor de 100 veces la presión en el fondo de la Fosa de las Marianas, el punto más profundo del océano—.
Este proceso produce aleaciones de germanio-estaño estables a temperatura y presión ambiente que podrían funcionar como semiconductores efectivos, afirma el equipo.
La investigación, publicada en el Journal of the American Chemical Society, contó con el apoyo de la Comisión Europea. Una versión de acceso abierto del artículo está disponible aquí.
El trabajo involucró a investigadores de las Facultades de Ingeniería y Geociencias de la Universidad de Edimburgo, el GFZ Helmholtz Centre for Geosciences, la Universidad de Lille, la Universidad Grenoble Alpes, la Universidad de Bayreuth y la European Synchrotron Facility.
“Este trabajo abre nuevas vías para el diseño de materiales mediante nuestra ruta recientemente definida de creación de reactividad y dirección de recuperación de materiales con la estructura cristalina deseada. Esto se demuestra aquí para abordar la creciente demanda de energía de los dispositivos electrónicos y centros de datos, que necesitan caminos innovadores hacia nuevos materiales capaces de mejorar la eficiencia energética utilizando la luz”, explica el Dr. George Serghiou, de la Facultad de Ingeniería.
