El Dr. Yuxuan Cosmi Lin, profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Texas A&M, y un equipo de investigadores están estudiando las aplicaciones potenciales y las propiedades físicas únicas de los semimetales en dispositivos electrónicos.

Este estudio fue publicado enReseñas de la naturaleza Ingeniería eléctrica.

Tradicionalmente, la microelectrónica ymateriales electronicosPuede estar hecho de tres tipos de materiales: semiconductores para informática, metales para transducir energía y señales, y aislantes para aislar diferentes componentes eléctricos.

Un cuarto tipo de material, los semimetales, puede ofrecer una mejor alternativa que el estándar de la industria.Los semimetales son un tipo especial de material cuyas propiedades se encuentran entre los metales y los semiconductores.Estos materiales son importantes debido a sus propiedades favorables, como estados de energía electrónicos ampliamente sintonizables,conductividad eléctricay sus propiedades topológicas únicas, que ayudan a controlar el flujo de dispositivos electrónicos como transistores y microchips.

Los semimetales son componentes esenciales para las tecnologías modernas de microchips, y las tecnologías de dispositivos basados ​​en semimetales pueden ofrecer un rendimiento informático excepcional y una reducción de órdenes de magnitud en el consumo de energía.

En su artículo de revisión, Lin resume y analiza las posibles aplicaciones de los semimetales en dispositivos electrónicos, proporcionando a los investigadores un recurso de conocimiento integral que orienta investigaciones futuras y promueve la colaboración interdisciplinaria.

"Esta revisión resume toda la investigación sobre semimetales hasta el momento, y hemos redefinido el concepto de semimetales a partir de la definición, los hemos clasificado y resumido sus aplicaciones en electrónica según la clasificación", dijo Lin."El artículo de revisión proporciona una base sólida y una dirección para todas las investigaciones posteriores sobre semimetales".

Según Lin, estos metales se pueden utilizar en nuevos dispositivos como transistores, memorias no volátiles (memoria que puede mantener la energía incluso cuando se corta la energía) e interconexiones en chips hechas con semimetales y sus interfaces con otros materiales.

También aborda los problemas actuales con los semimetales, como determinar cómo ampliar las tecnologías de procesamiento y cómo hacer converger esta tecnología con las principales tecnologías de silicio, al tiempo que detalla las dificultades para encontrar nuevos semimetales con las propiedades deseadas en alto rendimiento.

"Esta revisión ayuda a identificar los desafíos actuales, sugiere soluciones potenciales, sirve como recurso educativo y referencia industrial, sienta una base sólida para una mayor exploración de tecnologías semimetálicas y promueve el desarrollo y la comercialización de nuevos productos", dijo Lin.

Enzi Zhai, unciencias de los materialesy estudiante de posgrado en ingeniería, dirigió el esfuerzo para este artículo de revisión.El proyecto fue un esfuerzo interuniversitario con el grupo del Dr. Cong Su en la Universidad de Yale y el grupo del Dr. Qiming Shao en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong.Los tres grupos mantienen una colaboración a largo plazo y cada uno ha contribuido significativamente a diferentes aspectos de la electrónica semimetálica.

"Ésta es una gran oportunidad para nosotros, así como para toda la comunidad investigadora, de examinar los problemas desde una perspectiva más amplia y tratar de definir mejor las futuras áreas de investigación y objetivos de desarrollo tecnológico", afirmó Lin.

"No sólo proporciona una fuente centralizada de conocimiento para los investigadores, sino que también introduce una nueva opción de material para aquellos que no estudian semimetales pero trabajan en ellos.dispositivos electronicosal tiempo que resume las direcciones para la investigación básica sobre semimetales para sus aplicaciones en electrónica".

Más información:Enzi Zhai et al, El auge de la electrónica semimetálica,Reseñas de la naturaleza Ingeniería eléctrica(2024).DOI: 10.1038/s44287-024-00068-z