El CSIC coordina una red internacional de investigación en semiconductores cuánticos para la industria

Investigadores del CSIC coordinan el proyecto europeo Quantimony, dotado con 3,7 millones de euros por la UE, que consiste en una red de investigación y formación en tecnologías cuánticas semiconductoras basadas en antimonio. Los semiconductores que contienen antimonio presentan propiedades electrónicas y magnéticas récord en el laboratorio y cubren un espectro muy amplio de aplicaciones. La red formará a 14 doctorandos de varios países hasta 2024.

“Quantimony desarrollará nuevos materiales y dispositivos con propiedades electrónicas, optoelectrónicas, magnéticas y fotovoltaicas mejoradas gracias al uso de compuestos semiconductores basados en antimonio”, explica Benito Alén, investigador del Instituto de Micro y NanoTecnología del CSIC (IMN-CNM) y coordinador de Quantimony.

El antimonio es un elemento químico del grupo V de la tabla periódica y permite crear materiales semiconductores de altas prestaciones, los antimoniuros, cuya movilidad electrónica es mucho mayor que la del silicio (grupo IV). “Estos materiales pueden detectar y emitir luz en rangos espectrales muy amplios, que cubren prácticamente todo el espectro de luz visible e infrarroja”, indica Alén.

“Siendo el antimonio un elemento con un número atómico muy elevado, su incorporación a la red cristalina presenta varios retos de fabricación y, por ello, los antimoniuros no han sido producidos a gran escala hasta ahora. A cambio, las propiedades electrónicas y magnéticas que aporta este átomo pesado abre el camino a nuevas aplicaciones y tecnologías cuánticas semiconductoras”, añade el investigador

Estas propiedades serán explotadas en productos electrónicos de gran consumo en forma de componentes activos más eficientes, tales como memorias de estado sólido, láseres y detectores. Igualmente, se explotarán en el sector medioambiental como componentes de paneles fotovoltaicos de tercera generación y de equipos de monitorización de gases de efecto invernadero. Finalmente, se iniciará el desarrollo de nuevas tecnologías cuánticas como emisores de un solo fotón e interfaces espín fotón para las futuras telecomunicaciones cuánticas.

Aplicaciones en productos electrónicos

“Los semiconductores basados en antimonio desempeñarán un papel preponderante en el futuro de la industria. Sus propiedades singulares no están siendo explotadas debidamente, a pesar de que sus usos potenciales son fascinantes. El trabajo de investigación de estos estudiantes de doctorado contribuirá de forma decisiva a acelerar el desarrollo de estos materiales para que puedan ser incorporados lo antes posible a productos electrónicos de consumo y así aumentar la innovación y el liderazgo de la industria semiconductora europea”, sostiene Alén.

El proyecto cubre todos los aspectos científicos y de ingeniería necesarios para el desarrollo de nuevos semiconductores; desde la simulación de las propiedades electrónicas, magnéticas y ópticas, su fabricación y caracterización, hasta la explotación industrial.

Quantimony agrupa, además del CSIC, a siete universidades europeas, dos corporaciones industriales líderes en el sector y una pyme. La red también dispone del apoyo de trece organizaciones asociadas: siete empresas, tres laboratorios de gran escala y tres universidades. En su conjunto, el consorcio abarca once países: ocho europeos, EEUU, Taiwán y Brasil. En ella, realizarán su tesis doctoral catorce investigadores en formación de doce nacionalidades.

Quantimony está financiado por el programa Marie Skłodowska-Curie de investigación e innovación del programa marco Horizonte 2020 de la Unión Europea. Se ha seleccionado entre más de 1.400 solicitudes y se ejecutará durante 48 meses entre diciembre de 2020 y noviembre de 2024.