Antenas de grafeno y silicio

Científicos del Oak Ridge National Laboratory (ORNL), en Estados Unidos, han demostrado que un par de átomos de silicio incluidos en la estructura molecular del grafeno pueden comportarse como una especie de antena. El trabajo, cuyos resultados aparecen publicados en la última edición de la revista Nature Nanotechnology, permite construir dispositivos aptos para transmitir datos gracias a su capacidad para transformar la luz en energía eléctrica y viceversa. El proceso ha sido verificado con un potente microscopio de electrones que posee el ORNL, capaz de “observar” la actividad de cada uno de los átomos que componen la estructura de este componente.

El grafeno, una forma del carbono cuyas moléculas poseen la forma de un teselado hexagonal plano similar en aspecto a un panal de abejas, en el que cada vértice está ocupado por un átomo de ese elemento, les permitió a Andre Geim y Konstantin Novoselov hacerse con el Premio Nobel de Física de 2010 por el descubrimiento de muchas de sus revolucionarias cualidades. Su alta conductividad térmica y eléctrica, sumados a su gran elasticidad y dureza, lo han puesto en la mira de los científicos que buscan un reemplazo para el silicio a la hora de desarrollar circuitos electrónicos. Algunos vaticinan que el reemplazo del silicio por el grafeno tendrá lugar en unos diez años, pero algunos avances recientes podrían ayudar a que dicha migración se produzca un poco antes. Uno de ellos es el que han realizado los científicos del Oak Ridge National Laboratory (ORNL), en Estados Unidos, quienes han demostrado que un par de átomos de silicio incluidos en la estructura molecular del grafeno -reemplazando a dos átomos de carbono- pueden comportarse como una especie de antena capaz de transformar la luz en energía eléctrica y viceversa.

Este trabajo ha dado lugar a un artículo que ha sido publicado en la revista Nature Nanotechnology, titulado “Atomically Localized Plasmon Enhancement in Monolayer Graphene”, en el que se explican los alcances del descubrimiento. En pocas palabras, lo que han encontrado los científicos dirigido por Juan Carlos Idrobo es que cuando en la retícula de grafeno se reemplazan dos átomos de carbono por otros dos de silicio, el material es capaz de convertir señales ópticas en señales eléctricas y viceversa. Según Idrobo, “en los experimentos efectuados se ha demostrado que un pequeño conductor formado por tan solo dos átomos de silicio incrustado en el grafeno es capaz de convertir la luz en una señal electrónica, transmitir la señal, y luego convertir nuevamente esta señal en luz“. El funcionamiento de esta suerte de micro antena fue observado mediante el microscopio de electrones que posee el ORNL, en cuyas impresionantes imágenes pueden distinguirse los átomos individuales. Este avance es muy importante, ya que permitiría a los chips de grafeno hacer cosas que hoy por hoy el silicio no puede. “Se podrían construir conductores muy pequeños, enfocar una luz en uno de sus extremos y ver como el material convierte esos fotones en electrones que se transmiten a través de la estructura del grafeno. En el otro extremo, se volverían a convertir en luz.” Actualmente hay materiales capaces de hacer algo parecido a esto, pero ninguno permite la construcción de dispositivos tan pequeños como el recientemente descubierto. “Nadie pensaba que podríamos llegar a un nivel solo átomo“, ha dicho Wu Zhou, coautor del trabajo publicado en Nature. Sin dudas, se trata un gran avance que se incorporará a los dispositivos electrónicos del futuro.