El Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) ha desarrollado una técnica para crear y pelar capas ultrafinas de material electrónico. Este método podría allanar el camino para nuevos tipos de dispositivos electrónicos, como sensores portátiles ultrafinos, transistores y componentes informáticos flexibles, y dispositivos de imagen compactos y de alta sensibilidad.

Los investigadores han estado experimentando con métodos para desarrollar, pelar y apilar elementos semiconductores y fabricar membranas electrónicas ultradelgadas y multifuncionales de película delgada.

El método utilizado se denomina epitaxia remota, una técnica en la que se cultivan materiales semiconductores sobre un sustrato monocristalino, con una capa ultrafina de grafeno entre ellos. La estructura cristalina del sustrato sirve como andamio sobre el que puede crecer el nuevo material. El grafeno actúa como una capa antiadherente, similar al teflón, lo que facilita a los investigadores despegar la nueva película y transferirla a dispositivos electrónicos flexibles y apilados. Tras despegar la nueva película, el sustrato subyacente puede reutilizarse para crear películas delgadas adicionales.

Al probar diferentes combinaciones de elementos semiconductores, los investigadores observaron que un material piroeléctrico, llamado PMN-PT, no requería una capa intermedia para separarse de su sustrato. Simplemente cultivando PMN-PT directamente sobre un sustrato monocristalino, los investigadores pudieron retirar la película cultivada, sin desgarros ni rasgaduras en su delicada red.

Átomos de plomo como unidades antiadherentes

Tras analizar más a fondo el proceso, se descubrió que la clave de la facilidad de despegado del material era el plomo. Como parte de su estructura química, la película piroeléctrica contiene una disposición ordenada de átomos de plomo con gran afinidad electrónica, lo que significa que el plomo atrae electrones e impide que los portadores de carga viajen y se conecten con otros materiales, como un sustrato subyacente. El plomo actúa como diminutas unidades antiadherentes, permitiendo que el material se despegue completamente intacto.

En base a este descubrimiento, los investigadores fabricaron múltiples películas ultrafinas de PMN-PT, cada una de aproximadamente 10 nanómetros de espesor. Desprendieron las películas piroeléctricas y las transfirieron a un pequeño chip para formar una matriz de 100 píxeles ultrafinos termosensibles, cada uno de aproximadamente 60 micras cuadradas

Las películas se expusieron a cambios de temperatura cada vez más sutiles y se descubrió que los píxeles eran altamente sensibles a pequeños cambios en el espectro infrarrojo lejano. La sensibilidad del conjunto piroeléctrico es comparable a la de los dispositivos de visión nocturna de última generación. Estos dispositivos se basan actualmente en materiales fotodetectores, en los cuales un cambio de temperatura induce a los electrones del material a un salto de energía y a cruzar brevemente una banda prohibida de energía, antes de volver a su estado fundamental. Este salto de electrones sirve como señal eléctrica del cambio de temperatura. Sin embargo, esta señal puede verse afectada por el ruido ambiental y, para evitar estos efectos, los fotodetectores deben incluir también dispositivos de refrigeración que reduzcan los instrumentos a temperaturas de nitrógeno líquido.

Aplicaciones de la película electrónica ultradelgada

Los investigadores también descubrieron que las películas presentaban una sensibilidad superior al rango de los dispositivos de visión nocturna actuales y podían responder a longitudes de onda de todo el espectro infrarrojo. Esto sugiere que podrían incorporarse en dispositivos pequeños, ligeros y portátiles para diversas aplicaciones que requieren diferentes regiones infrarrojas.

La película podría utilizarse en sensores de gas para la monitorización ambiental in situ en tiempo real, lo que ayuda a detectar contaminantes. En electrónica, podrían monitorizar los cambios de temperatura en chips semiconductores para detectar señales tempranas de fallos en los componentes.

El equipo afirma que el nuevo método de despegue puede generalizarse a materiales que no contengan plomo. En esos casos, los investigadores sospechan que pueden infundir átomos de plomo similares al teflón en el sustrato subyacente para inducir un efecto de despegue similar. Por ahora, el equipo trabaja activamente para incorporar las películas piroeléctricas en un sistema funcional de visión nocturna.

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La Alianza Wi-Fi está compartiendo recursos educativos sobre la tecnología wifi de 6 GHz, así como un episodio especial del posdcast The Signal. Esta iniciativa es parte del quinto aniversario de la apertura de la banda de 6 GHz para uso sin licencia por parte de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE.UU.

La banda de 6 GHz ha desempeñado un papel fundamental en la habilitación del wifi de próxima generación, impulsando el despliegue global de Wi-Fi 7, al aliviar la congestión de la red y ampliar la conectividad de alto rendimiento. Desde su apertura, miles de millones de dispositivos wifi de 6 GHz han entrado al mercado, lo que pone de relieve la rápida adopción y los amplios beneficios de una política de espectro con visión de futuro.

De cara al futuro, la Alianza Wi-Fi mantendrá su compromiso de impulsar el progreso en la política del espectro y fomentar la conectividad global mediante un liderazgo continuo en los avances del wifi.

Recursos educativos sobre wifi de 6 GHz

En el centro de información de wifi de 6 GHz de la alianza, las partes interesadas pueden encontrar una serie de recursos que abordan los beneficios del wifi de 6 GHz, así como el valor económico de la tecnología wifi.

A través de estos recursos, de acceso gratuito, los usuarios podrán conocer los requisitos de espectro wifi tanto en Europa como en China, los beneficios de sostenibilidad de la banda de 6 GHz, así como los beneficios para el consumido de la tecnología wifi de 6 GHz, o el valor económico de wifi, entre otros aspectos.

Por otro lado, la Alianza Wi-Fi ha publicado un episodio especial del posdcast The Signal para conmemorar la apertura de la banda 6 GHz al wifi. En el podscast, se analiza la expansión de espectro más significativa para wifi en décadas, marcando el comienzo del desarrollo de nuevas tecnologías, como Wi-Fi 6E y Wi-Fi 7.

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