18/10/2025
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Una nueva técnica de modelado UV basada en disolventes permite circuitos semiconductores 2D de alta resolución sin productos químicos agresivos ni altas temperaturas, lo que ofrece una vía sostenible para la fabricación de chips de nueva generación.
Esquema general del proceso de fabricación de FET 2D basado en nanomateriales, totalmente fotomodelado. Crédito: Advanced Materials (2025). DOI: 10.1002/adma.202505917
Investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) y la Universidad de Yonsei han desarrollado una técnica ecológica que modela directamente semiconductores bidimensionales (2D) sobre sustratos, eliminando la necesidad de procesos convencionales de grabado químico o de alta temperatura. Este método podría acelerar la comercialización de circuitos semiconductores de baja potencia y alta densidad.
La innovación reside en la combinación de nanomateriales 2D, como el disulfuro de molibdeno (MoS₂), con un reticulante curable por UV disperso en un disolvente a base de alcohol. A diferencia de las técnicas de fabricación tradicionales que utilizan disolventes orgánicos tóxicos, este enfoque utiliza isopropanol —una alternativa más segura para el medio ambiente— para definir y solidificar con precisión los patrones de circuitos mediante luz ultravioleta. El material que no reacciona simplemente se enjuaga con agua, dejando estructuras semiconductoras 2D limpias y nítidas.
Los materiales 2D como el MoS₂ son apreciados por su estructura en capas, de espesor atómico, que ofrece un rendimiento electrónico y una eficiencia energética superiores. Sin embargo, su fragilidad dificulta su procesamiento mediante métodos convencionales de deposición o grabado. El nuevo método resuelve este desafío introduciendo un proceso de fotomodelado a temperatura ambiente basado en disolventes que evita daños estructurales.
El equipo, dirigido por el profesor BongSoo Kim de la UNIST junto con los profesores Joohoon Kang y Jeong Ho Cho de la Universidad de Yonsei, perfeccionó la química de los reticulantes a base de azida para hacerlos solubles en isopropanol, algo que antes se creía imposible. Este ajuste permitió una dispersión estable de materiales 2D y una reticulación UV eficiente, asegurando la formación uniforme y reproducible de circuitos.
Las pruebas de rendimiento demostraron la viabilidad técnica del método. Los transistores de MoS₂ fabricados mostraron una movilidad del portador de carga de 20,2 cm²/V·s, un voltaje umbral de 2,0 V y una relación de encendido/apagado de 2,7 millones. Las matrices de 49 transistores mantuvieron un funcionamiento estable durante más de 60 días, y el proceso permitió la creación de circuitos semiconductores de tipo p y tipo n, incluyendo puertas NOT, NAND, NOR y celdas SRAM. Al extender la tecnología de reticulación UV, previamente utilizada en pantallas de puntos cuánticos, a los materiales 2D, esta técnica marca un paso crucial hacia una fabricación de semiconductores más ecológica, escalable y de alta precisión.
Akanksha Gaur
https://www.electronicsforu.com/news/eco-friendly-patterning-for-2d-semiconductor-circuits?fbclid=IwY2xjawNgUedleHRuA2FlbQIxMABicmlkETF1M2txU3dmUlhIMDZtSVN3AR6Zbk5Tx5nCUUzW_WAVnRxOw2CmZTz3--pc-pxNDVDJWTYeO9Q4AjEO7Sm4jg_aem_tjVlNV5V-_14Ak5iJdx4vQ
A new solvent-based UV patterning technique enables high-resolution 2D semiconductor circuits without harsh chemicals or high temperatures, offering a sustainable path for next-generation chip fabrication.
