La sustitución de átomos permite crear componentes clave de un transistor en una sola película ultrafina

Investigadores de Corea del Sur han construido transistores funcionales sustituyendo determinados átomos de un material ultrafino para formar componentes clave dentro de una única película, en lugar de ensamblar capas separadas de distintos materiales.

El equipo del Instituto de Ciencias Básicas publicó el trabajo en Science. Los transistores, los diminutos interruptores utilizados en los circuitos electrónicos, necesitan un semiconductor, aislamiento y contactos eléctricos. Combinar estos componentes resulta especialmente difícil con materiales de grosor atómico: los recubrimientos pueden ser irregulares y la colocación de contactos metálicos puede dañar la superficie o dificultar el paso de la corriente.

Los investigadores partieron de una película que contenía tungsteno y selenio. Mantuvieron el tungsteno en su sitio y sustituyeron determinados átomos de selenio para crear regiones aislantes, un semiconductor diferente y capas de contacto de alta conductividad. Controlaron los cambios capa atómica a capa atómica, cada una de unos 0,7 nanómetros de grosor, menos de una milmillonésima de metro.

En las pruebas, el transistor resultante necesitó una variación de tensión de 61,3 milivoltios para multiplicar por diez su corriente, cerca del mínimo teórico de unos 60 milivoltios de los transistores convencionales a temperatura ambiente. El equipo también apiló dos tipos de transistores para construir un circuito básico inversor de señal que funcionaba a un voltio.

Este método podría simplificar la fabricación de dispositivos electrónicos más pequeños y de menor consumo. Antes de aplicarlo a gran escala, los investigadores deben demostrar que las sustituciones atómicas funcionan de manera uniforme y fiable en las grandes superficies utilizadas en la producción de chips.