El grafeno abre una nueva ola de electrónica superrápida

Uno de los usos propuestos para el grafeno es la construcción de transistores superrápidos. Esto se debe a su capacidad de conducir electrones a una velocidad cercana a la de la luz. Además, el grafeno es flexible y resistente, lo que lo hace ideal para diversos procesos de fabricación. El único impedimento es que el grafeno es tan eficiente electrónicamente que se considera que no tiene brecha de banda. Una banda prohibida es un intervalo de energía en el que no puede existir ningún estado electrónico y, por tanto, no hay conductividad.

El grafeno, una lámina de átomos de carbono de una sola molécula de grosor con propiedades asombrosas, se ha presentado como un material potencialmente revolucionario para circuitos integrados, transistores, baterías, células solares y mucho más. Los semiconductores tienen brechas de banda pequeñas pero distintas de cero, lo que les permite pasar de un estado a otro con gran rapidez. El intento de crear artificialmente lagunas de banda en una bicapa de grafeno para modular la corriente ha resultado ineficaz por más de una razón. La principal es que, al superponer láminas individuales de grafeno para crear las bicapas necesarias para la electrónica, surgen pequeños desajustes que dan lugar a una minúscula torsión en el producto final, lo que tiene enormes implicaciones en las propiedades eléctricas.

Los estudios espectrográficos demuestran que las torsiones del grafeno generan fermiones de Dirac sin masa, es decir, electrones que se comportan como fotones. Esto significa que no están sujetos a las brechas de banda de ingeniería que los investigadores han intentado perfeccionar en el grafeno bicapa. Es poco probable que el grafeno llegue a los circuitos integrados de alto rendimiento en los próximos años debido a esta ausencia. Sin embargo, se están desarrollando muchas otras aplicaciones electrónicas con grafeno, menos estrictas, utilizando el material disponible.

• Pantallas táctiles con mayor resistencia que los materiales de referencia.
• Papel electrónico con alta transmitancia de grafeno monocapa.
• OLED plegable (flexible). El grafeno de alta calidad electrónica tiene una plegabilidad inferior a 5 mm.
• Transistor de alta frecuencia.
• Transistor lógico de alta movilidad.
• Fotodetectores.

Los chips informáticos actuales se asientan sobre una oblea de silicio, pero el ordenador del futuro podría utilizar en su lugar una fabricación de nanotubos de grafeno. Se consideran el futuro de la fabricación de transistores porque estas estructuras tienen propiedades excelentes. En el futuro, los investigadores del grafeno deberán mejorar la calidad del grafeno sintético y estudiar sus propiedades en condiciones relevantes para la tecnología.