El grafeno nos ha dejado ya varias noticias positivas en Cuentamealgobueno, un material que encabeza la lista de los materiales favoritos de los ingenieros. Formado por capas de carbono de un solo átomo de espesor, exhibe una resistencia y flexibilidad fabulosas y unas propiedades electrónicas únicas. Ello ha propiciado su uso en aplicaciones tan variadas como cargadores para móviles o filtros de agua.

Sin embargo, hay un aspecto que aún deja que desear: no es semiconductor. Y aunque se siguen concibiendo nuevas formas de manipularlo a fin de que pueda emplearse para fabricar transistores (los diminutos interruptores internos que hacen funcionar nuestros aparatos electrónicos), hace poco que los investigadores han comenzado a prestar atención a otro material de estructura semejante: el fosforeno, láminas de fósforo negro de un único átomo de grosor.

Estructura del Fosforeno. Foto: Wikimedia Commons.

A altas presiones, el fósforo se convierte en fósforo negro, un material con propiedades superconductoras descubierto hace un siglo. En el año 2014, un equipo de investigadores de la Universidad Purdue, de Indiana (Estados Unidos), logró sintetizar una capa de espesor monoatómico.

Desde entonces cada vez más grupos se han volcado a estudiar las propiedades del nuevo material, el fosforeno: solo en este año se han publicado más de 400 artículos que lo mencionan.

Según Thomas Szkopek, especialista en materiales bidimensionales de la Universidad McGill, el entusiasmo obedece al potencial del fosforeno para sustituir a otros materiales menos eficientes usados en electrónica.

El fósforo negro es un «verdadero semiconductor», señala el Szkopek, en el sentido de que resulta posible activar y desactivar su capacidad para conducir la corriente eléctrica. En particular, puede modificarse cuánta energía fluye por el material a lo largo de muchos órdenes de magnitud.

Éste control ayuda a minimizar la corriente disipada, lo que en principio permitiría fabricar transistores mucho más eficientes que los actuales (la eficiencia de los transistores ordinarios de silicio es en torno a un millón de veces menor que la que impone el límite termodinámico).

Imágenes de microscopio de láminas de fosforeno. Foto: Wikimedia Commons.

Imágenes de microscopio de láminas de fosforeno. Foto: Wikimedia Commons.

Con todo, el nuevo material presenta varias características que dificultan su empleo en los transistores. En cualquier caso, si los investigadores no consiguen sortear esas pegas, aún podría tener otros usos. Como es menos frágil que el silicio, resultaría útil en la electrónica flexible. Y, dado que el fósforo emite luz, podría servir para fabricar láseres o LEDs.

Pero tal vez la mejor aplicación del fosforeno se halle en algún dispositivo aún por inventar. «Existe un interés creciente en todo el mundo por los nuevos materiales bidimensionales, ya que ofrecen una combinación de propiedades única», explica Szkopek. De hecho, otras estructuras parecidas esperan su turno: el germaneno, el siliceno y el estaneno ya están a la cola.

Fuente: Investigación y Ciencia.