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El primo del grafeno, el siliceno, podría revolucionar la nanoelectrónica

Una forma rara del silicio, el siliceno, podría utilizarse en una nueva generación de dispositivos nanoelectrónicos más potentes.
El primo del grafeno, el siliceno, podría revolucionar la nanoelectrónica
El siliceno es un alótropo bidimensional del silicio, con una estructura de panal hexagonal similar a la del grafeno. Las propiedades del grafeno son extraordinarias; sin embargo, su integración en las nanotecnologías a base de silicio actuales y su crecimiento en áreas extensas presentan dificultades importantes.

La síntesis experimental de siliceno impulsó una muy extensa investigación teórica de sus propiedades físicas, en particular las electrónicas. Por ejemplo, los científicos demostraron que la estructura en banda del siliceno es comparable a la del grafeno, presentando una dispersión de electrones tipo Dirac en los alrededores de los ángulos de la zona de Brillouin hexagonal. Asimismo, se encontró que el siliceno permite un efecto Hall cuántico del espín estable.

Hasta el momento, la síntesis de siliceno independiente ha presentado dificultades. Gracias al proyecto SILINANO (Silicene, a new material for nanoelectronics) un equipo de científicos se propuso desarrollar siliceno sobre sustratos de plata. No obstante, la fuerte interacción que existe entre el siliceno y los metales, en este caso la plata, puede afectar a las propiedades electrónicas del siliceno. En vistas de ello, el equipo de científicos procuró adsorber las moléculas orgánicas (metaloporfirinas) en su superficie.

Utilizaron una técnica experimental denominada espectroscopia de fotoemisión resuelta en ángulo (ARPES) para estudiar exhaustivamente cómo las propiedades de las moléculas orgánicas pueden afectar a la estructura electrónica de la superficie de siliceno y plata.

Cabe destacar que los científicos mejoraron la configuración experimental y desarrollaron un protocolo de referencia para realizar experimentos de fotoemisión dependientes de la temperatura. Así fue posible identificar las condiciones de desarrollo más adecuadas para el siliceno y conocer mejor las características químicas de la superficie.

El trabajo también se centró en la funcionalización del grafeno sobre un sustrato de iridio por intercalado de cobalto y formación de otras redes de láminas bidimensionales covalentes utilizando espectroscopia de fotoelectrones de rayos X programada por la temperatura. Gracias al conocimiento adquirido sobre la formación de la lámina bidimensional como función de la cobertura del catalizador codepositado y molecular será posible desarrollar dichas láminas a escala industrial.

El siliceno combina las propiedades del silicio y del grafeno y así representa un avance hacia el objetivo de una mayor miniaturización de la nanoelectrónica. A diferencia de su homólogo de grafeno, el ancho de banda del siliceno es limitado, por lo que sirve para aplicaciones de nanoelectrónica, especialmente para transistores.

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Palabras clave

Grafeno, siliceno, nanoelectrónica, plata, porfirina, espectroscopia
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