Atención, pregunta: ¿El siliceno es una alternativa realista al grafeno?

Por Francisco R. Villatoro, el 24 abril, 2014. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 4

Dibujo20140424 silicene scannig tunneling microscopic image - monoatomic structure - arxiv

El carbono es un elemento del grupo IV de la tabla periódica, como el silicio y el germanio. El siliceno (germaneno) es un alótropo bidimensional del silicio (germanio), similar al grafeno. Comparte muchas de sus propiedades, aunque también hay diferencias. La microelectrónica actual se basa en el silicio, ¿puede el siliceno ser un sustituto del grafeno? No, lo siento. Nos lo cuenta L. C. Lew Yan Voon, G. G. Guzmán-Verri, «Is Silicene the Next Graphene?,» MRS Bulletin 39: 366-373 (2014); arXiv:1404.5691 [cond-mat.mtrl-sci].

Dibujo20140424 silicene - chargedensity - lancs ac uk - drummonn

Una hoja bidimensional de siliceno no es (completamente) plana, como en el caso del grafeno. En la estructura más frecuente los átomos de Si consecutivos están dispuestos en planos que separados entre sí en la dirección perpendicular por unos 0,45 A (es decir, es muy similar a un plano (111) de Si). Por tanto, sus propiedades mecánicas bidimensionales no son tan buenas como las del grafeno. Pero lo más importante es que dificulta su fabricación por exfoliación. 

El gran problema del grafeno es cómo fabricarlo en masa. Gracias a que existe el grafito, que se puede exfoliar para obtener grafeno, hay tecnologías que prometen una fabricación en masa en la próxima década. Sin embargo, no existe el análogo al grafito para el siliceno (o para el germaneno). Fabricar siliceno por exfoliación química es posible, pero es muchísimo más difícil. Por tanto, no es razonable pensar que donde el siliceno tiene propiedades similares al grafeno pueda llegar a ser su sustituto.

Dibujo20140424 silicene - nearly fully spin-polarized states of silicene - nature comm

¿Tiene algún nicho tecnológico el siliceno? Se han propuesto muchas aplicaciones específicas del siliceno, como la producción de haces de electrones polarizados, pero la gran apuesta son la espintrónica y la valletrónica (valleytronics). La interacción espín-órbita para el siliceno es mucho más grande que en el grafeno (porque el acoplo es mayor para el silicio que para el carbono).

El siliceno también aventaja al grafeno como ánodo en baterías de ión-litio. Permitirán almacenar hasta el doble de energía y resulta más duradero tras repetidas cargas y descargas. Pero todavía estamos lejos de un uso cotidiano del siliceno en almacenamiento de energía eléctrica.

En resumen, aunque algunos medios han afirmado que el siliceno es una alternativa firme al grafeno, por ahora, el grafeno no tiene competencia en la mayoría de las aplicaciones.



4 Comentarios

  1. Pues muchas gracias por la información, yo ni siquiera había oído hablar del siliceno.
    Un detalle, al clickar el link «medios han afirmado» me conduce a «Page not Found». Saludos

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