Antimoneno: un nuevo material bidimensional con mucho futuro

08 Noviembre 2016

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Los nuevos materiales bidimensionales presentan unas particulares propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas y ópticas. Recientemente se ha conseguido aislar el antimoneno, un material bidimensional formado por una delgada lámina de átomos de antimonio con aplicaciones electrónicas muy prometedoras.

David Maestre

El creciente interés que ha despertado el grafeno durante los últimos años ha favorecido el estudio de nuevos materiales bidimensionales, entre los que destacan el fosforeno, el borofeno y el siliceno, entre otros. Todos estos materiales están formados por una delgada capa monoatómica, o unas pocas láminas apiladas, que pueden enrollarse con facilidad. Esta característica estructura bidimensional les confiere unas particulares propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas, ópticas, etc., diferentes de las asociadas al material masivo, que podrían revolucionar múltiples aplicaciones tecnológicas. A diferencia del grafeno, la mayoría de estos materiales son semiconductores, es decir presentan un pequeño intervalo de energías prohibidas, lo que facilitaría su implementación en dispositivos optoelectrónicos, transistores y circuitos integrados, por citar algunos ejemplos. Sin embargo, algunos de estos materiales bidimensionales aún no han conseguido aislarse de manera estable, por lo que algunas de sus potenciales propiedades aún están por confirmar.

Recientemente un grupo de investigadores españoles de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con el IMDEA nanociencia y el Instituto de Materia Condensada IFIMAC han conseguido aislar el antimoneno, un material bidimensional formado por una delgada lámina de átomos de antimonio con aplicaciones electrónicas muy prometedoras. Según su estudio publicado este año 2016 en la revista Advanced Materials, el antimoneno que han conseguido aislar es estable química y mecánicamente no sólo en condiciones ambiente, sino también sumergido en agua.

Antimoneo

Según los cálculos teóricos publicados, el antimoneno debería presentar un intervalo de energías prohibidas en torno a 1.2 eV, muy útil para aplicaciones optoelectrónicas. Además, a diferencia del fósforo negro, un alótropo del fósforo que se encuentra entre los materiales bidimensionales que más interés están despertando en los últimos años, el antimoneno no es higroscópico, por lo que el agua no se adhiere con facilidad, lo que favorece su estabilidad.

La fabricación de estas delgadas láminas de un espesor en el rango del nanómetro se basa en la exfoliación mecánica inicial de un cristal de antimonio. Aprovechando la adherencia de una cinta adhesiva y con la ayuda de un polímero viscoelástico, los investigadores han conseguido aislar y estudiar unas pocas capas de antimoneno. En su estudio los investigadores han empleado técnicas de elevada resolución espacial tales como la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y la microscopía de fuerzas atómicas (AFM). Si bien aún queda un largo camino por recorrer hasta que el antimoneno y otros materiales bidimensionales lleguen a formar parte de los dispositivos tecnológicos de uso cotidiano, estos estudios preliminares refuerzan el interés que han despertado estos materiales en la comunidad científica.

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