Científics de la Universitat aporten noves dades per al desenvolupament de la Valletrònica, l'electrònica del futur
Un equip europeu de científics liderat per l'Institut de Ciència dels Materials de la Universitat de València acaba de presentar una descripció precisa de l'anomenada dinàmica del Valle, concepte en el qual es basa la Valletrònica. Aquesta nova electrònica brega al costat de l'espintrònica per fer-se viable i facilitar el desenvolupament de dispositius amb enormes possibilitats electro-òptiques, més eficients, sensibles i econòmics. El treball, que consisteix en simulacions d'espectroscòpia ultra-ràpida, ha sigut publicat en la revista Nano Letters.
En els últims anys existeix un creixent interès per trobar alternatives a l'ús de l'electró en el transport d'informació, amb l'objectiu d'incrementar l'eficàcia dels dispositius. Per exemple, l'espintrònica es basa en l'estudi de l'espín (el moment magnètic de l'electró) com a substitut de l'electró. Més recentment, l'arribada de materials bidimensionals com el grafè o semiconductors com els dicalcogenurs de metalls de transició ha obert la possibilitat d'utilitzar altres quasi-partícules, com l'excitó, composat d'un parell electró-buit i sense càrrega elèctrica. En concret, excitons amb determinada simetria i espín generen una nova variable independent, anomenada vall, donant lloc a la Valletrònica, un camp emergent de l'electrònica la viabilitat del qual faria possible el desenvolupament d'una nova generació de dispositius altament sensibles i eficients, gràcies a les seues enormes possibilitats electró-òptiques, però també més econòmics.
Una de les claus per a la viabilitat de la Valletrònica consisteix a generar excitons amb un temps de vida prou llarg que permeta la seua manipulació i transport. En aquest context és fonamental estudiar la generació i la dinàmica dels excitons; quins materials són més aptes per a la realització de la Valletrònica i com es poden manipular els excitons.
L'espectroscòpia ultra-ràpida és una tècnica àmpliament utilitzada en l'estudi de la transferència d'electrons en molècules, el desenvolupament de cèl·lules solars més eficients o la recerca de processos biològics. En aquest cas, els investigadors han utilitzat models teòrics i simulacions per a analitzar experiments d'espectroscòpia ultra-ràpida que els permeten estudiar la dinàmica dels excitons en la cerca de materials aptes per al seu ús en Valletrònica.
L'estudi que publica la revista Nano Letters, liderat pel físic Alejandro Molina Sánchez, investigador en el grup de Materials i Dispositius Optoelectrònics (Institut de Ciència dels Materials de la Universitat de València, en el Parc Científic de la institució acadèmica), revela els mecanismes elementals que dicten la dinàmica dels excitons en el semiconductor bidimensional WSe2, un material amb un espessor de solament uns pocs àtoms. En aquest treball es modela la generació per mitjà de llum dels excitons i es prediuen els principals mecanismes que influeixen en el seu temps de vida mitjà. Aquestes simulacions necessiten de l'ús de grans superordenadors, com Tirant, allotjat a la Universitat de València.
Alejandro Molina Sánchez és especialista en la simulació les propietats òptiques de materials bidimensionals, amb vista a la seua aplicació en dispositius optoelectrònics. En el marc dels desenvolupaments tecnològics, la simulació de les propietats dels materials i la comprensió dels experiments exerceixen un paper important. Aquest treball ha comptat amb la col·laboració d'investigadors de la Universitat de Luxemburg i del National Research Council d'Itàlia.
'Per a constatar la rellevància d'aquest projecte en el camp de la Recerca sobre materials 2D podem remetre'ns al grafè', indica Molina Sánchez. 'En 2013, la Comissió Europea va apostar per aquest material revolucionari destinant 1.000 milions d'euros al seu estudi. Els semiconductors 2D, com els dicalcogenurs de metalls de transició, formen part d'aquesta iniciativa, i després de quatre anys els avanços en aquest camp de la R+D+i apunten al fet que bé poden jugar un paper més important que el propi grafè a l'hora de portar la recerca bàsica a les aplicacions', conclou.
