El Grafeno viene siendo la estrella de los nuevos materiales, con sus increíbles capacidades de conducción eléctrica y térmica que permitirían fabricar computadoras mucho más rápidas y eficientes. Sin embargo, la Molibdenita (MoS2), es un material que puede encontrarse facilmente en la naturaleza y presenta características que lo hacen mucho mejor que el Grafeno para fabricar transistores. La Molibdenita se conoce desde hace muchísimo tiempo, pero recién ahora se empezó a evaluar su potencial como material para aplicaciones electrónicas.
Año tras año, los fabricantes de chips, como Intel, AMD, ATI, NVIDIA, QUACOMM y muchos más, reducen sus tamaños de fabricación. Es usual escuchar que tal o cual línea de procesadores están fabricados con un “proceso de 45 nm” o, los más nuevos, en 22 nanómetros. ¿Qué significa esto? Los transistores que componen los chips se graban mediante técnicas litográficas sobre la superficie del buffer de Silicio, esto les permite hacer transistores muy pequeños, cuyo tamaño es del orden de varias decenas de nanómetros. Cada reducción en el tamaño de los transistores implica muchísima investigación y desarrollo por parte de las empresas, y cuánto más reducen el tamaño, más díficil es hacer el siguiente salto. Actualmente estamos experimentando el salto de 45 a 22 nanómetros, pero el próximo va a llevar varios años y muchos dólares involucrados. Aquí es dónde los nuevos nanomateriales salen a jugar un papel fundamental.
Aplicaciones de los nanomateriales
Desde su descubrimiento en 2004, hasta el premio Nobel que ganaron sus “padres” en 2010, el Grafeno se venía perfilando como el sucesor del Silicio a la hora de fabricar componentes electrónicos. Sin embargo, su uso presenta ciertas complicaciones. Si bien es un material superconductor a temperatura ambiente y tiene una geometría laminar de tan sólo un átomo de espesor (razón por la cual prácticamente no genera pérdidas de energía al hacerle pasar una corriente eléctrica), no dispone de una característica fundamental, el band-gap. El Band-gap (o Banda Prohibida) es el pilar de la electrónica, de ella depende el funcionamiento de diodos y transistores. El band-gap permite que un material se comporte como conductor o como aislante, sirviendo como llaves on-off.
Molibdenita, la nueva estrella de Silicon Valley
La Molibdenita es un mineral muy abundante en la naturaleza, de estructura laminar, compuesta por una capa de átomos de Molibdeno, entre dos capas de átomos de Azufre. Esta configuración tipo sandwich le confiere propiedades especiales. Actualmente, es ampliamente utilizada como aditivo EP (Extrema Presión) para lubricantes, pero también tendría aplicaciones dentro de la rama electrónica.
La presencia de capas alternadas de Azufre y Molibdeno generan en el material una banda prohibida de 1,8 eV que sirve como control del flujo de electrones. Con este material podrían construirse procesadores mucho más pequeños y que consuman unas 100.000 veces menos energía que uno de Silicio en estado de reposo.
Y aquí no se terminan sus beneficios, la Molibdenita, además de ser abundante en la naturaleza, es muy fácil de separarse en capas, mediante un proceso de exfoliación. La atracción entre capas de Azufre es muy baja, con lo que el material se puede hacer deslizar para ir obteniendo sandwiches de capas Azufre – Molibdeno – Azufre.
La Molibdenita podrá usarse junto al Grafeno para producir procesadores muchísimo más potentes y con menor consumo de energía, así como también, celdas fotoeléctricas más eficientes y en aplicaciones optoeléctricas que requieran de materiales semi-conductores transparentes. Probablemente en algunos años más empecemos a ver prosperar estas nuevas tecnologías. ¡Saludos!
Fuentes: Nature Nanotechnology | Smart Planet | Wikipedia.
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