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Molibdenite per i transistor del futuro

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Un materiale abbondante in natura con interessanti – e finora poco esplorate – applicazioni nel campo dell’elettronica. I ricercatori del laboratorio di Strutture ed Elettronica in Nanoscala del Politecnico di Losanna hanno invece scoperto che la molibdenite è un semiconduttore molto efficiente, che presenta notevoli vantaggi rispetto sia al tradizionale silicio che rispetto al grafene, indicato come il materiale del futuro per questo tipo di realizzazioni.

L’esperimento, descritto sulla rivista Nature Nanotechnology, ha portato dunque alla realizzazione di nuovi transistor più piccoli ed efficienti dei chip attuali. “La molibdenite, o disolfuro di molibdeno (MoS2), è un materiale bidimensionale, molto sottile e semplice da utilizzare nella nanotecnologia – hanno osservato i coordinatori della ricerca –. Spesso usata per la produzione di leghe metalliche o come additivo nei lubrificanti, il suo utilizzo in campo elettronico ha notevoli potenzialità di applicazione nella produzione di transistor di dimensioni estremamente limitate, diodi a emissione di luce e celle solari”.

I ricercatori hanno confrontato le caratteristiche del materiale con quelle del silicio, universalmente utilizzato nei componenti elettronici, e con il grafene, la cui scoperta è valsa ad André Geim e Konstantin Novoselov il Premio Nobel per la fisica nel 2010.

Uno dei vantaggi della molibdenite è di essere meno voluminosa del silicio che è un materiale tridimensionale. “Questo significa – ha spiegato il professore Andras Kis – che in un sottilissimo foglio di molibdenite gli elettroni possono muoversi molto più facilmente di quanto possano farlo in un foglio di silicio, che ha uno spessore più che triplo. In pratica, in un foglio dello spessore di 0,65 nanometri di MoS2, gli elettroni possono muoversi facilmente quanto in un foglio di 2 nanometri di silicio. Un altro vantaggio è che la molibdenite permette di creare transistor che consumano 100.000 volte meno rispetto ai tradizionali in silicio”.

Secondo i ricercatori le proprietà e i vantaggi della molibdenite sarebbero in linea con quelli del grafene. Tuttavia quest’ultimo non è disponibile naturalmente e si ottiene mediante un costoso processo di produzione.

Inoltre la presenza di un band gap nella molibdenite offre vantaggi rispetto al grafene, che non ha tale tipo di banda nel suo stato originario e presenta una notevole complessità di fabbricazione. In fisica le ‘bande’ descrivono le gamme di energia che caratterizzano gli elettroni in un dato materiale. Nei semiconduttori, tra queste bande esistono spazi liberi da elettroni, chiamati appunto band gap. Secondo gli scienziati, quello della molibdenite offre la possibilità di controllare in maniera efficace il comportamento elettrico del materiale, che può essere facilmente attivato o disattivato.

di O.O.

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