Científicos del MIT observan una movilidad de electrones sin precedentes en una nueva película de cristal. El material, recién sintetizado, podría ser la base de dispositivos termoeléctricos y espintrónicos portátiles.

El equipo estimó la movilidad de los electrones en la película delgada (cuadrado blanco en el centro) con una configuración (dispositivo circundante) que mide las oscilaciones cuánticas de la película cuando se envía una corriente eléctrica, bajo un campo magnético (dirección indicada por la flecha).

© Courtesy of the researchers / www.news.mit.edu

 

Dísicos del MIT han logrado un nivel récord de movilidad de electrones en una fina película de tetradimita ternaria, una clase de mineral que se encuentra naturalmente en depósitos hidrotermales profundos de oro y cuarzo. Para este estudio, los científicos cultivaron películas puras y ultrafinas del material, de una manera que minimizó los defectos en su estructura cristalina. Descubrieron que esta película casi perfecta, mucho más delgada que un cabello humano, exhibe la mayor movilidad de electrones de su clase.

 

El equipo pudo estimar la movilidad de los electrones del material detectando oscilaciones cuánticas cuando pasa la corriente eléctrica. Estas oscilaciones son una firma del comportamiento mecánico cuántico de los electrones en un material. Los investigadores detectaron un ritmo particular de oscilaciones característico de la alta movilidad de los electrones, mayor que cualquier película delgada ternaria de esta clase hasta la fecha.

 

"Antes, lo que la gente había logrado en términos de movilidad electrónica en estos sistemas era como el tráfico en una carretera en construcción: estás atascado, no puedes conducir, hay polvo y es un desastre", dice Jagadeesh Moodera, un Científico investigador senior en el Departamento de Física del MIT. "Con este material recientemente optimizado, es como conducir por Mass Pike sin tráfico".

 

Los resultados del equipo, que aparecen hoy en la revista Materials Today Physics, apuntan a las películas delgadas de tetradimita ternaria como un material prometedor para la electrónica del futuro, como los dispositivos termoeléctricos portátiles que convierten de manera eficiente el calor residual en electricidad. (Las tetradimitas son los materiales activos que causan el efecto de enfriamiento en los refrigeradores termoeléctricos comerciales). El material también podría ser la base de los dispositivos espintrónicos, que procesan información utilizando el espín de un electrón, usando mucha menos energía que los dispositivos convencionales basados ​​en silicio.

 

El estudio también utiliza oscilaciones cuánticas como herramienta muy eficaz para medir el rendimiento electrónico de un material. "Estamos utilizando esta oscilación como un kit de prueba rápida", dice el autor del estudio Hang Chi, ex investigador científico del MIT que ahora trabaja en la Universidad de Ottawa. "Al estudiar esta delicada danza cuántica de electrones, los científicos pueden comenzar a comprender e identificar nuevos materiales para la próxima generación de tecnologías que impulsarán nuestro mundo".

 

Más información en https://news.mit.edu

 

 

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