Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han logrado un avance sin precedentes en la movilidad de los electrones, un factor que determina la velocidad a la que la electricidad fluye a través de un material.

Los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han logrado aumentar la movilidad de los electrones, que indica la velocidad a la que la electricidad puede fluir a través de un material, mediante la creación meticulosa de una película delgada, átomo por átomo.

Este avance se logró utilizando epitaxia de haz molecular para minimizar la presencia de impurezas y defectos en el material, lo que podría potenciar la próxima generación de tecnologías.

Para mejorar la movilidad de los electrones en un material, científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) utilizaron epitaxia de haz molecular para fabricar una película delgada, construida átomo por átomo.

El estudio dio como resultado una tetradimita ternaria extremadamente delgada, con solo 100 nanómetros de espesor, que mostró una notable mejora en la movilidad electrónica en comparación con cualquier otro material conocido. Los hallazgos de esta investigación fueron documentados en la revista Materials Today Physics.

«Antes, lo que la gente había logrado en términos de movilidad de electrones en estos sistemas era como el tráfico en una carretera en construcción: estás atascado, no puedes conducir, está polvoriento y es un desastre», explicó Jagadeesh Moodera, coautor del estudio, en un comunicado de prensa. «En este material recién optimizado, es como conducir en el Mass Pike sin tráfico».

La tetradimita ternaria es un mineral presente en depósitos de oro y cuarzo, compuesto por bismuto, telurio, antimonio, azufre y selenio en diversas combinaciones.

En estos minerales, los elementos suelen intercambiar posiciones de manera natural. Por ejemplo, el telurio y el bismuto a menudo cambian de lugar, lo que introduce defectos e impurezas y reduce la movilidad de los electrones.

Descubren nuevo material con potencial para revolucionar la electrónica

Utilizando epitaxia de haz molecular, un equipo de científicos ha logrado crear una película ternaria de tetradimita con una movilidad de electrones excepcionalmente alta, de 10.000 cm2/V-s.

Este logro se atribuye a la baja concentración de impurezas en el material, lo que permite a los electrones moverse con mayor libertad.

«Resulta, para nuestra gran alegría y emoción, que la resistencia eléctrica del material oscila», aseguró en un comunicado de prensa Hang Chi, quien trabajó en el estudio como científico. «Inmediatamente, eso te dice que esto tiene una movilidad de electrones muy alta».

La técnica utilizada para medir la movilidad de electrones se basa en las oscilaciones cuánticas de Shubnikov-de Haas, que se observan cuando se enfría el material a temperaturas ultrafrías, aplicando un fuerte campo magnético y pasando corriente a través de la película.

Los científicos esperan que este avance abra nuevas posibilidades para el desarrollo de dispositivos termoeléctricos, que convierten el calor residual en energía, y aplicaciones espintrónicas, que procesan información utilizando el espín de un electrón.

«Para seguir descubriendo cosas nuevas, tenemos que dominar el crecimiento material», agregó Chi. «Al estudiar esta delicada danza cuántica de electrones, los científicos pueden comenzar a comprender e identificar nuevos materiales para la próxima generación de tecnologías que impulsarán nuestro mundo».

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