L’equip polonès-xinès va aconseguir obtenir quelcom que fins ara no era obvi per als físics: un transistor fet no amb un material semiconductor tradicional, sinó amb nanopartícules metàl·liques. Aquests transistors han de ser resistents a la flexió, l'aigua i les espurnes, i s'apliquen com una pintura.

Els transistors s’utilitzen habitualment en dispositius quotidians: es troben, per exemple, en circuits integrats o processadors. Poden controlar el flux de càrregues elèctriques, per exemple, amplifiquen un senyal o actuen com a interruptor. Fins ara, la construcció de transistors requeria materials semiconductors (per exemple, germani, silici, nitrur de gal i carbur de silici). Els semiconductors tenen els anomenats estructura de bandes: hi ha bandes de conducció, gràcies a les quals el corrent no circula a través d’elles tan evidentment, com per exemple, a través dels metalls. I el flux de corrent es pot modular.

Ara l’equip dirigit pel prof. Bartosz Grzybowski (IPC PAS i Korean UNIST) i el prof. Yonga Yana (Universitat de l'Acadèmia Xinesa de Ciències) va mostrar com fer transistors a partir de nanopartícules metàl·liques, més precisament a partir de nanopartícules d'or enganxades als lligands amb la càrrega elèctrica adequada. Els resultats van aparèixer a "Nature Electronics" (https://www.nature.com/articles/s41928-020-00527-z).

“Mostrem que podeu fer un transistor i un circuit integrat no utilitzant un semiconductor tradicional, sinó un metall. I això ha estat força obvi per als físics ”, somriu la prof. Grzybowski. I afegeix que els metalls es poden comportar com un semiconductor sempre que succeeixi a escala nanomètrica, i no amb l’ajut dels anomenats El bloqueig de Coulomb, i gràcies als èxits en quimioelectrònica, una àrea de coneixement relativament nova.

"Tot i que el material és un metall, els ions que es mouen al seu voltant poden crear camps elèctrics locals i causar efectes similars als dels semiconductors" - diu el Prof. Bartosz Grzybowski.

El científic explica que aquesta solució pot obrir noves possibilitats per a aplicacions de transistors. Els transistors fets de semiconductors tradicionals no eren resistents a la flexió, la humitat ni les descàrregues elèctriques, s’havien d’aplicar a la superfície al buit i els mateixos semiconductors s’havien de cristal·litzar a altes temperatures (per exemple, en el procés de Czochralski).

“I el nostre transistor es pot doblegar i anirà bé. Ja sigui immers en una atmosfera humida o sotmès a fortes descàrregues elèctriques i continuarà funcionant, perquè la humitat li és favorable i les espurnes no la perjudiquen. Es trenca molt dur "- creu el prof. Grzybowski.

Afegeix que les nanopartícules d’or a partir de les quals es fabrica el transistor són solubles en aigua i alcohol. "Fins i tot volia anomenar-la vodka electrònica algun dia", riu l'investigador.

Explica que aplicar capes és senzill: consisteix a prendre una barreja amb nanopartícules i abocar-la a la superfície. El dissolvent s’evapora i una fina capa de nanopartícules s’adhereix a la superfície. Construir el transistor s’assembla una mica a pintar amb pintura. Per a això no calen buits ni altes temperatures.

El químic assenyala que aquesta solució probablement no substituirà els processadors tradicionals de semiconductors dels ordinadors, però en algunes aplicacions podria ser una alternativa interessant a l’electrònica normal. Els nous transistors es podrien utilitzar, per exemple, en aplicacions sota l'aigua o en un entorn corrosiu. A més, diu el científic, potser aquests sistemes es podrien utilitzar com a sensors per a determinats productes químics. "Aquestes nanopartícules, en presència d'una solució, podrien detectar substàncies tòxiques i convertir-les en un senyal elèctric", creu.

En un treball anterior a Avenços científics Els científics han demostrat com crear circuits lògics a partir de les mateixes nanopartícules d'or carregades elèctricament, per exemple, van construir una ràdio. Hi treballaven nanopartícules, entre d’altres com a antena, un element que converteix els senyals elèctrics en so. Ara han fet un pas més i han demostrat com fer transistors i circuits integrats a partir de nanopartícules d'or.

Quan se li pregunta si les nanopartícules d’or són un material massa car, diu: “Les capes que necessitem en un transistor tenen un gruix de micres. Això vol dir que probablement n’hi hauria prou amb uns quants grams d’or per pintar, per exemple, tot un apartament ".

I explica que probablement serà possible construir transistors mitjançant nanopartícules d'altres metalls, però les nanopartícules d'or són duradores i no tòxiques. I el seu equip ha estat treballant-hi des de fa més d’una dècada (l’any passat, va demostrar l’equip del professor Grzybowski Nanotecnologia de la naturaque nanopartícules d'or carregades (amb una arquitectura lleugerament diferent a la dels transistors) poden ser útils per combatre selectivament les cèl·lules cancerígenes).

"Mostrem com convertir nanopartícules d'or en les quals treballem des de fa anys per fabricar electrònica basada no en semiconductors, sinó en metalls, i fer que l'electrònica sigui impermeable a diversos estímuls hostils" - resumeix.

PAP - La ciència a Polònia, Ludwika Tomala

Font i fotos: Ciència a Polònia


Completament boig per intel·ligent. Si apareix alguna cosa nova, s’ha de lliurar i provar. Li agraden les solucions que funcionen i odia els gadgets inútils. El seu somni és construir el millor portal intel·ligent a Polònia (i més tard al món i a Mart el 2025).

Grup polonès Smart Home de SmartMe

Grup polonès Xiaomi de SmartMe

Promocions SmartMe

Publicacions relacionades

Afegir un comentari

La seva adreça de correu electrònic no es publicarà. Els camps que han de ser completades estan marcats * *

catorze - 3 =