Valencià:
Les innovacions en materials semiconductors estan redefinint la manera com es dissenyen els dispositius electrònics i tecnològics. En aquest context, el professor Juan Ignacio Climente Plasencia, de la Universitat Jaume I, lidera un projecte de recerca, emmarcat en el Pla Estatal d’Investigació Científica 2021, que busca entendre i manipular les propietats electròniques de les nanolàmines col·loidals. Aquestes estructures semiconductores, amb un comportament regit per la mecànica quàntica, tenen el potencial de millorar significativament la generació i transmissió de llum, així com el desenvolupament de dispositius electrònics innovadors.
El projecte ha aconseguit diversos avanços en el disseny d’aquests materials. S’han desenvolupat estratègies per a modificar de manera controlada l’estructura electrònica de les nanolàmines, com ara la introducció de càrregues elèctriques per a ajustar les propietats magnètiques i òptiques, o la creació d'heteroestructures complexes que permeten modificar la manera en què es combinen electrons i forats, millorant així l’eficiència en aplicacions optoelectròniques. Un dels descobriments més destacats ha sigut la demostració de nanolàmines que poden emetre dos colors de llum diferents en funció de la configuració dels materials, un fenomen que obri noves perspectives en el disseny de pantalles i làsers de precisió.
Els investigadors també han avançat en l’estudi de materials amb propietats topològiques, que podrien donar lloc a nous tipus de dispositius quàntics. Un aïllant topològic és un material que, tot i no conduir l’electricitat al seu interior, sí que ho fa a la seua superfície de manera eficient i sense perdre energia. Aquesta propietat el fa especialment útil per a la computació quàntica i altres tecnologies electròniques avançades que necessiten materials més ràpids i eficients. Per això, els primers resultats han confirmat que és possible induir una transició d’aïllant convencional a aïllant topològic en nanolàmines de determinats materials semiconductors, la qual cosa obri la porta a noves aplicacions en sensors i computació d’alt rendiment.
El projecte està quasi completat i ha permès demostrar els objectius inicialment plantejats. Ara, el repte recau en els sintetitzadors químics, que han d’aconseguir nanolàmines de HgTe amb la grossor adequada perquè mostren propietats topològiques; així com en els especialistes en microscòpia d’efecte túnel (Scanning Tunneling Microscopy), que han d’aconseguir carregar aquestes nanolàmines electró a electró per a verificar que l’ompliment de capes electròniques és diferent del que es troba en els àtoms naturals.
Juan Ignacio Climente Plasencia, professor de la Universitat Jaume I, coordina el Grup de Química Quàntica, un referent en l’estudi de materials semiconductors de baixa dimensió com ara punts quàntics, nanocristalls i nanolàmines. Aquest grup aplica tècniques avançades de química quàntica i física de l’estat sòlid per a entendre i predir el comportament d’aquestes nanoestructures, treballant estretament amb col·laboradors internacionals per a impulsar el desenvolupament de nous materials i tecnologies.
Aquest projecte posa de manifest la capacitat de la Universitat Jaume I per a liderar investigacions capdavanteres amb impacte global. Els avanços assolits no són només una prova del compromís amb la recerca innovadora, sinó també un pas endavant per a situar la ciència al servei de la societat, amb solucions que podrien transformar la nostra manera d’interactuar amb la tecnologia.
Aquests resultats formen part del projecte PID2021-128659NB-I00, finançat per MICIU/AEI/10.13039/501100011033/ i FEDER/UE.

Español:
Las innovaciones en materiales semiconductores están redefiniendo la manera en que se diseñan los dispositivos electrónicos y tecnológicos. En este contexto, el profesor Juan Ignacio Climente Plasencia, de la Universitat Jaume I, lidera un proyecto de investigación, enmarcado en el Plan Estatal de Investigación Científica 2021, que busca entender y manipular las propiedades electrónicas de las nanoláminas coloidales. Estas estructuras semiconductoras, con un comportamiento regido por la mecánica cuántica, tienen el potencial de mejorar significativamente la generación y transmisión de luz, así como el desarrollo de dispositivos electrónicos innovadores.
El proyecto ha conseguido varios avances en el diseño de estos materiales. Se han desarrollado estrategias para modificar de manera controlada la estructura electrónica de las nanoláminas como, por ejemplo, la introducción de cargas eléctricas para ajustar las propiedades magnéticas y ópticas, o la creación de heteroestructuras complejas que permiten modificar la manera en que se combinan electrones y agujeros, mejorando así la eficiencia en aplicaciones optoelectrónicas. Uno de los descubrimientos más destacados ha sido la demostración de nanoláminas que pueden emitir dos colores de luz diferentes en función de la configuración de los materiales, un fenómeno que abre nuevas perspectivas en el diseño de pantallas y láseres de precisión.
Los investigadores también han avanzado en el estudio de materiales con propiedades topológicas, que podrían dar lugar a nuevos tipos de dispositivos cuánticos. Un aislante topológico es un material que, a pesar de no conducir la electricidad a su interior, sí que lo hace a su superficie de manera eficiente y sin perder energía. Esta propiedad lo hace especialmente útil para la computación cuántica y otras tecnologías electrónicas avanzadas que necesitan materiales más rápidos y eficientes. Por eso, los primeros resultados han confirmado que es posible inducir una transición de aislante convencional a aislante topológico en nanolámines de determinados materiales semiconductores, lo cual abre la puerta a nuevas aplicaciones en sensores y computación de alto rendimiento.
El proyecto está casi completado y ha permitido demostrar los objetivos inicialmente planteados. Ahora, el reto recae en los sintetizadores químicos, que tienen que conseguir nanolámines de HgTe con el grosor adecuado porque muestran propiedades topológicas; así como en los especialistas en microscopia de efecto túnel (Scanning Tunneling Microscopy), que tienen que conseguir cargar estas nanolámines electrón a electrón para verificar que el llenado de capas electrónicas es diferente al que se encuentra en los átomos naturales.
Juan Ignacio Climente Plasencia, profesor de la Universitat Jaume I, coordina el Grupo de Química Cuántica, un referente en el estudio de materiales semiconductores de baja dimensión como puntos cuánticos, nanocristales y nanoláminas. Este grupo aplica técnicas avanzadas de química cuántica y física del estado sólido para entender y predecir el comportamiento de estas nanoestructuras, trabajando estrechamente con colaboradores internacionales para impulsar el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías.
Este proyecto pone de manifiesto la capacidad de la Universitat Jaume I para encabezar investigaciones líderes con impacto global. Los avances logrados no son solo una prueba del compromiso con la investigación innovadora, sino también un paso adelante para situar la ciencia al servicio de la sociedad, con soluciones que podrían transformar nuestra manera de interactuar con la tecnología.
Estos resultados forman parte del proyecto PID2021-128659NB-I00, financiado por MICIU/AEI/10.13039/501100011033/ y FEDER/UE.