El ventilador de su ordenador está ahí para impedir que el chip del microprocesador se caliente hasta el punto en que sus materiales componentes empiecen a expandirse, produciendo fisuras que interrumpan el flujo de la electricidad y destruyan el chip. La expansión térmica también puede separar los materiales semiconductores del substrato, reduciendo su rendimiento a través de cambios en la estructura electrónica del material, o deformar las delicadas estructuras que emiten la luz láser. Ahora, los nuevos semiconductores híbridos que presentan expansión térmica cero podrían llevar a una electrónica y una optoelectrónica más robustas.
Una nueva investigación realizada por científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL, por sus siglas en inglés), el Laboratorio Nacional de Argonne y otras instituciones académicas, ha revelado la existencia de un material semiconductor con expansión térmica cero. La investigación puede tener repercusiones para el diseño de las futuras generaciones de dispositivos electrónicos y optoelectrónicos que puedan soportar una gama más amplia de temperaturas.
Los intereses tradicionales en los materiales con expansión térmica cero se han centrado fundamentalmente en áreas tales como la óptica, y los componentes que se calientan en los motores o en los utensilios de cocina. Son raros los materiales con expansión térmica cero que tengan usos en áreas como la electrónica y la optoelectrónica, ya que la mayoría son cristales, los cuales no funcionan bien en las aplicaciones típicas de la electrónica. El semiconductor híbrido orgánico-inorgánico investigado en este trabajo es un semiconductor multifuncional que previamente había demostrado poseer propiedades electrónicas y ópticas superiores. Los resultados del trabajo también hacen pensar en un camino alternativo para diseñar materiales con cualquier índice de expansión térmica deseado, positivo o negativo.
Los materiales bajo estudio están formados por capas orgánicas e inorgánicas alternadas que actúan en conjunto para producir estos efectos. Una se contrae mientras la otra se expande, y el resultado neto de ambos efectos opuestos es una expansión cero.
Si bien la estabilidad térmica y la estabilidad química son dos grandes problemas para la mayoría de los híbridos, la nanoestructura híbrida investigada en este trabajo resulta excepcionalmente estable en el aire.
No sólo las estructuras cristalinas permanecen inalteradas, sino que sus propiedades ópticas y electrónicas tampoco se alteran después de años de exposición al aire o al calentamiento de más de 200 grados Celsius, un beneficioso rasgo atribuido al fuerte enlace covalente empleado.
Publicado por: Geraldine F. Linares Moreno
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