Minerales sulfuros
La molibdenita es un mineral del grupo II (sulfuros), según la clasificación de Strunz; es un disulfuro de molibdeno (MoS2). Es de apariencia y de tacto similar al grafito; y también posee propiedades lubricantes que son consecuencia de su estructura de capas. La estructura atómica consiste en láminas de átomos de molibdeno contenidos entre láminas de átomos de azufre. Las uniones Mo-S son fuertes, pero la interacción entre átomos de azufre entre las capas superiores e inferiores de un conjunto de tres láminas es débil, lo que produce un efecto de fácil deslizamiento a la vez que planos de exfoliación.
La molibdenita se produce en depósitos minerales hidrotermales de alta temperatura. Entre los minerales asociados a ella se encuentran la pirita, la calcopirita, el cuarzo, laanhidrita, la fluorita y la scheelita. Entre los depósitos más importantes se cuentan los depósitos de pórfidos de molibdeno diseminados en Questa, Nuevo México, EE. UU., y en las minas Henderson y Climax en Colorado, EE. UU.. La molibdenita también puede presentarse junto a depósitos de pórfido de cobre como ocurre en Arizona y Utah en EE. UU., y en México.
El elemento renio siempre se encuentra presente en la molibdenita como un substituto del molibdeno, por lo general en cantidades de algunas partes por millón (ppm) (aunque a menudo puede estar en concentraciones de hasta 1–2%). Un alto contenido de renio puede ser detectado mediante técnicas de difracción de rayos X. Los minerales de molibdenita son prácticamente la única fuente de renio. La presencia del renio-187, unisótopo radioactivo, y su isótopo derivado osmio-187 resultan en una útil técnica de fechado geocronológico.
Las escamas multicapas de molibdenita son semiconductoras con un salto de banda indirecto. Por comparación, las escamas monocapa poseen un salto de banda directo.1La molibdenita monocapa posee una buena movilidad de portadores de carga y puede ser utilizada para crear transistores pequeños o de bajo voltaje2 posiblemente de manera más simple que utilizando grafeno.
Los transistores pueden emitir luz y podrían ser utilizados en electrónica óptica.
Molibdenita
     
Fórmula química: MoS2
Clase: Sulfuros
Etimología: Proviene de la palabra griega "molybdos" que significaba plomo, metal con el que se confundía el molibdeno.
Cristalografía: Sistema y clase: Hexagonal; 6/m2/m2/m
Grupo espacial: P63/mmc
a = 3.16 Å, c = 12.32 Å, g = 120º; Z = 0.33
Líneas de DRX(intensidades) d´s: 6.28(10) - 2.28(9) - 1.824(6) - 1.578(4) - 1.530(4).
Propiedades físicas:
Química: Contiene el 59.9% de molibdeno y en ocasiones hasta 0.3% de renio.
Forma de presentarse: En placas hexagonales o prismas cortos o en masas escamosas compactas.
Génesis:
Yacimientos en España:
Empleo: Principal mena del molibdeno.
La Molibdenita es un mineral muy abundante en la naturaleza, de estructura laminar, compuesta por una capa de átomos de Molibdeno, entre dos capas de átomos de Azufre. Su nombre proviene de la palabra griega "molybdos" que significaba plomo, metal con el que se confundía el molibdeno.
Contenido[ocultar]Génesis y Forma de presentarseGénesis
Forma de presentarse
En placas hexagonales o prismas cortos o en masas escamosas compactas.
Yacimientos en España
Propiedades físicas y químicasFísicas
Químicas
Contiene el 59.9% de molibdeno y en ocasiones hasta 0.3% de renio.
Cristalografía
a = 3.16 Å, c = 12.32 Å, = 120º; Z = 0.33
Empleo
Principal mena del molibdeno.
Ventajas
La molibdenita, un material nuevo y muy prometedor, puede superar los límites físicos del silicio. Científicos EPFL ha demostrado esto al hacer el primermicrochip de molibdenita, con los transistores más pequeños y de energía más eficiente.
Después de haber revelado las ventajas de la electrónica de molibdenita, los investigadores de la EPFL han tomado el paso definitivo al lado. El Laboratorio de electrónica a nanoescala y Estructuras (carriles) ha hecho un chip o circuito integrado, lo que confirma que la molibdenita pueden superar los límites físicos del silicio en los términos de la miniaturización, el consumo de electricidad, mecánica y flexibilidad. "Hemos construido un prototipo inicial, poniendo dos hasta seis transistores en serie en su lugar, y han demostrado que las operaciones básicas de la lógica binaria fuera posible, lo que demuestra que podemos hacer un chip más grande", explica el director CARRILES Andras Kis, que ha publicado recientemente dos artículos sobre el tema en la revista científica Nano ACS. A principios de 2011, el laboratorio dio a conocer el potencial de disulfuro de molibdeno (MoS2), una relativa abundancia, mineral natural. Su estructura y sus propiedades semiconductoras lo convierten en un material ideal para su uso en transistores. Por lo tanto, puede competir directamente con el silicio, el componente más alto utilizado en la electrónica, y en varios puntos, también rivales de grafeno. Tres átomos de espesor
"La principal ventaja de MoS2 es que nos permite reducir el tamaño de los transistores, y por lo tanto a más que miniaturizar", explica Kis. No ha sido posible hasta este momento para hacer las capas de menos de dos nanómetros de grosor de silicio, debido al riesgo de iniciar una reacción química que se oxida la superficie y el compromiso de sus propiedades electrónicas.
La molibdenita, por otro lado, se puede trabajar en capas tan sólo tres átomos de espesor, por lo que es posible construir chips que son al menos tres veces menor. En esta escala, el material sigue siendo muy estable y de conducción es fácil de controlar. No es tan codicioso
MoS2 transistores también son más eficientes. "Pueden encenderse y apagarse mucho más rápido, y se puede poner en modo de espera más completo", explica Kis. Molibdenita está a la par con el silicio en términos de su capacidad de amplificar las señales electrónicas, con una señal de salida que es cuatro veces más fuerte que la señal de entrada.
Esto demuestra que hay "un considerable potencial para crear chips más complejos", dice Kis. "Con el grafeno, por ejemplo, la amplitud es de aproximadamente 1. Por debajo de este umbral, la tensión de salida no sería suficiente para alimentar a un segundo chip, similar". Construido en flexibilidad
Molibdenita también tiene propiedades mecánicas que la hacen interesante como material posible para su uso en la electrónica flexible, como el tiempo en el diseño de láminas flexibles de chips. Esto podría, por ejemplo, ser utilizado para la fabricación de computadoras que podrían ser enrolladas o dispositivos que puedan fijarse a la piel.
Aplicaciones
Esta configuración tipo sandwich de la Molibdenita le confiere propiedades especiales. Actualmente, es ampliamente utilizada como aditivo EP (Extrema Presión) para lubricantes, pero también tendría aplicaciones dentro de la rama electrónica.
La presencia de capas alternadas de Azufre y Molibdeno generan en el material una banda prohibida de 1,8 eV que sirve como control del flujo deelectrones. Con este material podrían construirse procesadores mucho más pequeños y que consuman unas 100.000 veces menos energía que uno de Silicio en estado de reposo. Y aquí no se terminan sus beneficios, la Molibdenita, además de ser abundante en la naturaleza, es muy fácil de separarse en capas, mediante un proceso de exfoliación. La atracción entre capas de Azufre es muy baja, con lo que el material se puede hacer deslizar para ir obteniendo sandwiches de capas Azufre – Molibdeno – Azufre. La Molibdenita podrá usarse junto al Grafeno para producir procesadores muchísimo más potentes y con menor consumo de energía, así como también, celdas fotoeléctricas más eficientes y en aplicaciones optoeléctricas que requieran de materiales semi-conductores transparentes. Probablemente en algunos años más empecemos a ver prosperar estas nuevas tecnologías. |
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