Semiconductores: El grafeno, el sustituto del silício

Es transparente, flexible, extraordinariamente resistente, impermeable, abundante, económico y conduce la electricidad mejor que ningún otro metal conocido. Hablamos del grafeno, el material que tiene fascinados a científicos y a la industria debido a sus fantásticas propiedades.
Aunque fue sintetizado por primera vez en 2004, saltó a la fama en 2010 cuando sus descubridores, los investigadores de origen ruso Andre Geim (Sochi, 1958) y Konstantin Novoselov (Nizhny Tagil, 1974) recibieron el Premio Nobel de Física. Como ya apuntó entonces Andre Geim, las aplicaciones potenciales del grafeno son tantas que ni siquiera eran capaces de enumerarlas.

En fase de desarrollo

Todos hablan de este material aunque pocos lo han visto. Y es que, pese a sus prometedoras aplicaciones, todavía se encuentra en fase de desarrollo. El grafeno es una lámina extremadamente delgada compuesta de carbono (sólo tiene un átomo de grosor). El grafito del que se obtiene es el mismo que se extrae de las minas de carbón y se usa para fabricar lápices, frenos de coches o aceros, por lo que se trata de una materia prima muy abundante en la naturaleza. Para conseguir grafeno se puede partir del grafito natural (las minas españolas son ricas en este mineral) o del grafito sintético.
El principal obstáculo en la actualidad es que aún no es posible fabricar grafeno a gran escala, según explica Jesús de la Fuente, director de la empresa española Graphenea Nanomaterials, una de las pocas compañías que de momento, producen este material. Avanzare y GranphNanotech son otras dos empresas españolas que trabajan con él.

Grafeno el material del futuro 

• Una nueva técnica permitirá crear chips ultradelgados basados en grafeno

  El equipo investigador del químico Jiwoong Park de la Universidad de Cornell, Ithaca y Nueva York, han inventado una forma de organizar siguiendo un patrón determinado, películas de nitruro de boro (aislante) y de grafeno de un solo átomo de espesor, sin usar en ellas un substrato de silicio.
  Esta nueva técnica podría conducir al desarrollo y fabricación fácil de circuitos con grosor atómico y libres de substratos ya que por su delgadez extrema podrían flotar en el agua o en el aire. Este revolucionario método de fabricación el cual utiliza la misma tecnología básica de fotolitografía usada en el procesamiento de obleas de silicio, se permite que el grafeno y el nitruro de boro conformen películas del todo planas, estructuralmente lisas, sin arrugas ni desniveles.
  
  Este paso de producción, si se complementa con el paso final, que todavía no se ha logrado poner en práctica satisfactoriamente y que consiste en introducir un material semiconductor, podría conducir al primer circuito integrado con el grosor de un solo átomo.
  
  El equipo de investigación ahora trabaja para determinar qué material funcionaría mejor con las películas delgadas de grafeno y nitruro de boro para constituir la última capa semiconductora que podría convertir las películas en circuitos reales.
  En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido David A. Muller, Mark Levendorf y Cheol-Joo Kim.
  
  Los circuitos integrados que están dentro de los equipos electrónicos de todo tipo y que están hechos de silicio cuidadosamente trabajado, son bastante delgados pero algunos científicos piensan que el grosor de las películas delgadas que se utilizan en ellos se puede reducir aún más, hasta el nivel de un solo átomo.
  
  Los materiales que un grupo de científicos ha escogido para intentar eso son el grafeno y el nitruro de boro hexagonal.
  
  El grafeno es un singular material que consiste en una sola capa de átomos de carbono colocados en una retícula hexagonal similar a la de un panal de miel.
  
  El nitruro de boro hexagonal consiste en una estructura también delgada hecha de átomos de boro y nitrógeno dispuestos en un patrón repetitivo.