Il primo transistor in silicene

Il "cugino" del grafene, meno resistente ma più adatto all'impiego nel campo dell'elettronica, è stato usato per realizzare un dispositivo semiconduttore. Con buoni (anche se brevi) risultati.

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Il silicene potrebbe in futuro essere utilizzato per realizzare microchip.|Rafe Swan/Corbis

È ancora ben lontano dall'essere perfetto, ma intanto c'è: il primo transistor in silicene (un materiale bidimensionale con ottime qualità di conduzione dell'energia, come il grafene, ma fatto di atomi di silicio) è stato creato da alcuni nanoscienziati dell'Università del Texas ad Austin.

 

E anche se le performance del dispositivo semiconduttore sono per ora modeste, l'applicazione del nuovo materiale nel campo dell'elettronica promette risultati entusiasmanti.

 

Una mancanza non da poco. L'equipe americana ha lavorato a stretto contatto con un gruppo di scienziati dei materiali dell'Università di Aix-Marseille (Francia), che nel 2012 ha creato il primo foglio di silicene, in risposta a un'esigenza che nasce da una "pecca" del grafene.

 

Benché sia il miglior conduttore al mondo, infatti, il grafene è privo di band gap (banda proibita) un "ostacolo energetico" che gli elettroni devono superare per trasportare la corrente, e che permette ai materiali semiconduttori usati nei chip dei computer di accendersi e spegnersi per compiere operazioni logiche in bit.

 

nano-armatura. Per le sue caratteristiche atomiche, il silicene può invece vantare una banda proibita, ma rispetto al grafene è più difficile da ricavare in laboratorio, nonché estremamente instabile all'aria. Così Deji Akinwande dell'Università texana, ha lavorato insieme all'italiano Alessandro Molle dell'Istituto di Microelettronica di Agrate Brianza per proteggere il foglio di silicene tra due strati più resistenti, uno di argento alla base e uno di ossido di alluminio di 5 nanometri in superficie.

 

Prestazioni modeste. I due poi staccato questo "panino" di silicene dalla sua base, l'hanno capovolto e messo su un substrato di silicio ossidato, raschiando infine parte dell'argento per lasciare solo due "isole" di metallo che fungessero da elettrodi. Hanno cioè creato un transistor, un dispositivo elettronico a semiconduttori che, però, nonostante l'"armatura" costruita, si è rivelato estremamente fragile.

 

Future applicazioni. Dopo 2 minuti di esposizione, il silicio si è degradato. Il breve tempo è però bastato per verificare l'esistenza effettiva di banda proibita: anche se non lo vedremo presto utilizzare nei chip di tablet e cellulari, il silicene è quindi davvero sfruttabile in questo campo. Bisognerà solo trovare il modo di proteggerlo meglio.

 

03 Febbraio 2015 | Elisabetta Intini