Un equipo de investigación de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, ha desarrollado un material semiconductor ultradelgado que puede "programarse" mediante la luz. Este material, de apenas unas pocas moléculas de espesor, puede alterar repetidamente sus propiedades electrónicas y ópticas bajo la irradiación de luz de diferentes longitudes de onda, logrando un ciclo de programación, borrado y reprogramación. Este avance contribuye al desarrollo de sensores de bajo consumo energético, nuevos dispositivos optoelectrónicos y tecnologías de computación. Los resultados del estudio se publicaron en el último número de la revista Science Advances.
Los investigadores han desarrollado un semiconductor ultradelgado que puede alterar repetidamente sus propiedades en respuesta a cambios en la iluminación. Fuente de la imagen: sitio web oficial de la Universidad de Princeton
En las últimas décadas, la industria de los semiconductores ha mejorado principalmente el rendimiento computacional y la eficiencia energética mediante la reducción continua del tamaño de los dispositivos. Sin embargo, a medida que las dimensiones características de los chips se acercan a los límites físicos, la miniaturización adicional de los dispositivos semiconductores enfrenta desafíos cada vez mayores. Por ello, el equipo comenzó a explorar nuevos materiales semiconductores con propiedades dinámicamente ajustables, con la esperanza de impulsar el desarrollo de la tecnología electrónica desde el propio material.
Actualmente, los semiconductores tradicionales, ampliamente utilizados en dispositivos electrónicos como televisores y computadoras, controlan principalmente su estado de funcionamiento mediante señales eléctricas. Una vez fabricado el material, su conductividad eléctrica generalmente no experimenta cambios significativos. En cambio, el material semiconductor desarrollado en esta investigación puede responder activamente a estímulos externos y modificar sus propiedades según las necesidades.
El equipo combinó un material semiconductor ultradelgado con moléculas sensibles a la luz. Estas moléculas experimentan cambios estructurales bajo la irradiación de luz de diferentes longitudes de onda, lo que a su vez modifica las propiedades electrónicas internas del semiconductor, permitiendo que la capacidad de conducción y la respuesta óptica del material se ajusten mediante señales luminosas. A diferencia de los semiconductores tradicionales, cuyas propiedades permanecen prácticamente fijas tras su fabricación, este nuevo material puede ajustar dinámicamente su estado según las condiciones de iluminación y puede ser programado y borrado en múltiples ocasiones. Esta regulación del material no es un simple interruptor de "encendido-apagado", sino que permite cambios continuos. Al modificar las condiciones de iluminación, se puede ajustar gradualmente el grado de respuesta del material e invertir el cambio cuando sea necesario, dotando así al material de propiedades programables más flexibles.
Hasta ahora, el equipo ha fabricado un material semiconductor ultradelgado de aproximadamente una pulgada cuadrada con propiedades uniformes, y ha construido con él una matriz de interruptores electrónicos programables. Este resultado demuestra que el material ya posee potencial para expandirse hacia sistemas integrados de mayor escala.