Un equipo de investigación liderado por el profesor Yong-Young Noh y la Dra. Youjin Reo del Departamento de Ingeniería Química de la Pohang University of Science and Technology (POSTECH) ha desarrollado una tecnología que promete cambiar los monitores y dispositivos electrónicos de próxima generación.

El proyecto se completó en colaboración con el profesor Ao Liu y la profesora Huihui Zhu de la University of Electronic Science and Technology of China, y los resultados se publicaron en la revista Nature Electronics.

Cada vez que reproducimos un video o jugamos un juego en un smartphone, miles de transistores trabajan incansablemente en segundo plano. Estos componentes miniatura actúan como semáforos, regulando la corriente para mostrar imágenes y asegurar el funcionamiento fluido de las aplicaciones.

Los transistores generalmente se dividen en tipo n (transmisión de electrones) y tipo p (transmisión de huecos), donde los dispositivos tipo n suelen mostrar un rendimiento excelente. Sin embargo, para lograr un cómputo de alta velocidad con bajo consumo de energía, los transistores tipo p también deben alcanzar una eficiencia comparable.

Para enfrentar este desafío, el equipo de investigación se centró en un nuevo material semiconductor tipo p con una estructura cristalina única: perovskita basada en estaño. Este material se ha convertido en un candidato prometedor para transistores tipo p de alto rendimiento. Tradicionalmente, solo se podía fabricar mediante procesos de solución (similar a sumergir tinta en papel), lo que presenta desafíos en escalabilidad y consistencia de calidad.

El equipo logró un gran avance al aplicar con éxito la técnica de evaporación térmica (un proceso ampliamente utilizado en la fabricación de televisores OLED y chips de semiconductores) para producir capas de semiconductor de yoduro de estaño y cesio (CsSnI3) de alta calidad. Esta técnica implica evaporar el material a altas temperaturas para formar una película delgada en el sustrato.

Además, al agregar una pequeña cantidad de cloruro de plomo (PbCl2), los investigadores pudieron mejorar la uniformidad y cristalinidad de la película de perovskita.

Los transistores preparados exhiben un rendimiento excelente, con una movilidad de huecos superior a 30 cm²/V·s, una relación de corriente de encendido/apagado de 10⁸, comparable a los semiconductores de óxido tipo n comercializados, lo que indica una alta velocidad de procesamiento de señales y bajo consumo de energía durante el conmutación.

Esta innovación no solo mejora la estabilidad de los dispositivos, sino que también permite la fabricación de arreglos de dispositivos de gran área, superando eficazmente dos limitaciones clave de los métodos basados en solución anteriores.

Lo importante es que esta tecnología es compatible con el equipo de fabricación existente utilizado en la producción de monitores OLED, con un gran potencial para reducir costos y simplificar los procesos de fabricación.

El profesor Yong-Young Noh declaró: “Dado que la temperatura de procesamiento es inferior a 300°C, esta tecnología abre posibilidades emocionantes para la comercialización de monitores superdelgados, flexibles y de alta resolución en smartphones, televisores, circuitos integrados apilados verticalmente e incluso productos electrónicos portátiles”.