Transistores de tres vías

Fuente: Amplificador de grafeno de un solo transistor de modo triple y sus aplicaciones
Kartik Mohanram y col.
ACS Nano 4: 5532-5538

Triple tiempo: Este amplificador de un solo transistor, una tira de grafeno atravesada por electrodos metálicos, hace con un transistor lo que ahora requiere muchos.

Resultados: los investigadores construyeron un amplificador de transistor de grafeno de una sola etapa y demostraron que puede realizar tres funciones en una: puede conducir carga positiva, carga negativa o ambas simultáneamente. El dispositivo puede codificar un flujo de datos cambiando la frecuencia o la fase de una señal, una tarea que generalmente requiere varios transistores en un circuito.

Esta historia fue parte de nuestra edición de enero de 2011

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Por qué es importante: Las investigaciones anteriores sobre el grafeno se han centrado en gran medida en la rapidez con la que conduce la carga eléctrica; Los transistores de grafeno son 10 o más veces más rápidos que los de silicio. El nuevo trabajo demuestra que también tienen otras ventajas. Debido a que un solo transistor de grafeno puede hacer el trabajo de varios transistores de silicio, el grafeno podría integrarse en chips más compactos para dispositivos de telecomunicaciones inalámbricos, como etiquetas RFID y auriculares Bluetooth.

Métodos: Investigadores de la Universidad de Rice plantearon la hipótesis de que un transistor de grafeno con tres terminales eléctricos, las estructuras que controlan y conducen el flujo de corriente, podría funcionar de tal manera que el transistor cambiaría entre estados en los que conduce carga positiva, carga negativa y ambos. Usando técnicas estándar para hacer circuitos de grafeno, los investigadores de la Universidad de California, Riverside, fabricaron los circuitos, agregando electrodos de metal y una resistencia fuera del chip a una pequeña pieza de grafeno de una sola capa. Las pruebas demostraron que el amplificador de una sola etapa resultante se comportó como se predijo, conmutando estados cuando se aplicaron diferentes voltajes. El dispositivo también podría actuar como amplificador en métodos comunes de transmisión de datos a través de la modulación digital de una señal de referencia.

Próximos pasos: Los investigadores ahora están intentando integrar múltiples transistores de grafeno en un circuito para aplicaciones más complejas.

Más potencia por fotón

Los investigadores demuestran una forma de convertir más energía de la luz en electricidad.

Fuente: Colección de excitación múltiple en un sistema fotovoltaico sensibilizado
Bruce Parkinson y col.
Ciencia 330: 63-66

Resultados: Los investigadores crearon una celda solar capaz de recolectar múltiples electrones por cada fotón de alta energía absorbido, y lograron medir directamente la salida de electrones.

Por qué es importante: Aunque los investigadores han aumentado constantemente la cantidad de electricidad que pueden producir las células solares, se enfrentan a límites fundamentales impuestos por la física de convertir fotones en electrones en materiales semiconductores. Las células solares convencionales convierten solo una longitud de onda de luz de manera eficiente; o no absorben otras longitudes de onda de luz o desperdician energía extra en forma de calor. Los investigadores han demostrado que es posible capturar parte de esta energía extra, transfiriendo la energía de cada fotón de alta energía a más de un electrón. El enfoque podría usarse para producir células solares ultraeficientes pero económicas.

Métodos: Aunque otros investigadores habían confirmado que la energía de un fotón se puede transferir a más de un electrón, nadie había medido directamente este fenómeno en una célula solar porque los electrones adicionales tienen una vida demasiado corta. En este caso, sin embargo, los investigadores utilizaron nanocristales semiconductores llamados puntos cuánticos como material activo de las células solares, modificando la química de su superficie para crear un vínculo fuerte entre ellos y un sustrato de cristal de óxido semiconductor. El enlace permitió que los electrones se movieran rápidamente desde los puntos cuánticos hasta el semiconductor, donde se midieron como corriente.

Próximos pasos: El material activo en las células de prueba de puntos cuánticos es tan delgado que casi toda la luz pasa a través de él sin ser absorbido. Los investigadores sugieren resolver este problema agregando una capa delgada a un material extremadamente poroso con una gran superficie. Los investigadores también están trabajando con diferentes tipos de puntos cuánticos que tienen el potencial de absorber y convertir más luz.

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