Un equipo de científicos de materiales de la Universidad de Rice en EE.UU. publicó un estudio en la revista ACS Applied Electronic Materials, donde desarrollaron con éxito un nuevo método para hacer crecer directamente el semiconductor bidimensional diseleniuro de tungsteno sobre electrodos de oro con patrones. Este método emplea la técnica de deposición química de vapor y evita el paso de transferir las frágiles películas 2D requerido en los procesos de fabricación tradicionales.
El equipo de investigación demostró la viabilidad de este método de crecimiento sin transferencia construyendo transistores funcionales de prueba de concepto. Sathvik Ajay Iyengar, estudiante de doctorado de la Universidad de Rice, declaró: "Esta es la primera demostración de un método de crecimiento de dispositivos 2D sin transferencia, un paso importante hacia la reducción de la temperatura de procesamiento y la realización de un proceso de integración de semiconductores 2D sin transferencia". Este descubrimiento surgió de una observación fortuita durante los experimentos: los materiales 2D se formaban principalmente en la superficie de oro durante el proceso de deposición química de vapor.
En comparación con los métodos tradicionales, este método de crecimiento in situ puede preservar la calidad del material y mejorar el rendimiento del dispositivo. El equipo de investigación optimizó los materiales precursores, redujo la temperatura de síntesis del semiconductor 2D y confirmó que crece de manera controlada y orientada. Pulickel Ajayan, profesor de Ciencia de Materiales e Ingeniería Nano de la Universidad de Rice, señaló: "Comprender el mecanismo de interacción entre los semiconductores 2D y los metales es de gran valor para la futura fabricación de dispositivos y la producción a escala".
El equipo de investigación utilizó técnicas avanzadas de imagen y análisis químico para verificar que este método protege la integridad de los contactos metálicos. Lucas Sassi, co-primer autor, destacó: "La fuerte interacción entre el metal y el material 2D durante el crecimiento es clave para el éxito de este método. La falta de un método de crecimiento sin transferencia confiable ha sido un obstáculo principal para la aplicación práctica de los semiconductores 2D".
Este método abre un nuevo camino para aplicar materiales atómicamente delgados en tecnologías electrónicas de próxima generación, como transistores y células solares. La investigación también demuestra el importante papel de la colaboración científica internacional en impulsar la innovación tecnológica. Este proyecto se originó a partir de discusiones sobre procesos de fabricación de semiconductores de materiales 2D en un plan de investigación entre EE.UU. e India.
