El diamante es el material natural más duro y normalmente no conduce la electricidad. Pero si se añaden algunos átomos extraños a su red cristalina, puede convertirse en un semiconductor, como el silicio de los chips de computadora. El problema era que no se lograba obtener un diamante con conductividad electrónica de forma estable: el fósforo, que "regala" electrones, se integraba mal en la red y los portadores de carga libres eran demasiado escasos.
Un grupo de investigadores cultivó un diamante añadiéndole tres elementos a la vez: boro, hidrógeno y fósforo. El resultado fue un cristal en el que los electrones libres resultaron ser varias veces más numerosos que los átomos de fósforo. Esto significa que el boro y el hidrógeno ayudan al fósforo a ceder electrones, como si un donante llegara con dos ayudantes y los tres repartieran carga eléctrica. Las mediciones mostraron que la concentración de electrones alcanzó $10^{19}$ por centímetro cúbico y la resistividad del material cayó a 0,249 Ω·cm, un nivel propio de un buen conductor.
Además, este diamante brilla intensamente en el rango ultravioleta (270–285 nanómetros), con una eficiencia interna de luminiscencia del 69,4%. Un diamante normal o uno solo con boro apenas emite luz. Esto abre el camino hacia la creación de LED y láseres de diamante que funcionen en el ultravioleta, así como hacia una electrónica potente y rápida que no se sobrecaliente.
Los investigadores no se limitaron a añadir impurezas: encontraron la manera de hacer que trabajen juntas. Antes se pensaba que bastaba con fósforo, pero este era "perezoso". Ahora los tres elementos actúan en conjunto y el diamante pasa de aislante a semiconductor con buena conductividad. Es como formar un equipo donde cada miembro potencia a los demás.
Este material podría servir de base para transistores que operen a altas temperaturas y voltajes, para detectores de ultravioleta e incluso para dispositivos cuánticos. Y todo ello, a partir de un mismo cristal cultivado en un solo paso.
El diamante conduce el calor cinco veces mejor que el cobre, por lo que los chips de diamante podrán operar a frecuencias inalcanzables para el silicio sin sobrecalentarse.