Desde hace más de 60 años, los circuitos integrados y los semiconductores de los chips informáticos y electrónicos, se fabrican con silicio. Esto podría cambiar muy pronto, tras la presentación del primer semiconductor funcional de grafeno, desarrollado por Georgia Tech.

El grafeno se puso de moda hace más de una década, un material milagroso en forma de lámina de átomos de carbono unidos por los enlaces más fuertes conocidos. Tiene numerosas ventajas y aplicaciones, que apenas se han materializado en nuestro día a día... hasta ahora.

¿Qué es lo que ha pasado con el grafeno? Promesas y avances que nunca llegaron

Hemos visto numerosas aplicaciones del grafeno. El problema es que una cosa es crear esa aplicación, y otra muy distinta, poder fabricarla a un coste asequible, de forma masiva. Es el gran muro que los investigadores tratan de derribar. Y con este primer semiconductor funcional de grafeno, parece que Georgia Tech lo ha conseguido. Puedes verlo en el vídeo de apertura de la noticia.

Así funciona el primer semiconductor de grafeno

Crear un semiconductor de grafeno es un doble desafío, porque el grafeno... no es semiconductor. El profesor de Física Walter de Heer y su equipo de Georgia Tech, perteneciente al Instituto Tecnológico de Georgia, en Estados Unidos, han dedicado diez años a modificar las propiedades del grafeno, para hacerlo semiconductor.

La clave fue descubrir cómo cultivar grafeno en obleas de carburo de silicio utilizando hornos especiales. Produjeron grafeno epitaxial, que es una sola capa que crece en una cara cristalina del carburo de silicio. El equipo descubrió que, cuando se hacía correctamente, el grafeno epitaxial se unía químicamente al carburo de silicio y empezaba a mostrar propiedades semiconductoras.

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El resultado es un semiconductor de grafeno más ligero, más barato, más resistente, y que se calienta menos que el silicio. Pero su propiedad más prometedora es que la movilidad de los electrones es diez veces superior al silicio. Esto significa que los electrones pueden moverse diez veces más rápido, aumentando espectacularmente el rendimiento del semiconductor.

Conseguir un semiconductor de grafeno funcional ya es un gran logro, pero Georgia Tech ha superado un segundo hito igual de importante: su sistema de fabricación es compatible con los métodos que se usan para fabricar semiconductores de silicio. Esto significa que las fábricas apenas tendrán que hacer modificaciones, para producir semiconductores de grafeno a escala masiva.

Si cumple lo que promete, podemos estar ante el fin de la era del silicio, para dar la bienvenida a la era del grafeno en los semiconductores. Georgia Tech asegura que es el nuevo material de los próximos 50 años.