Los investigadores de la Universidad de Purdue han encontrado que ciertos materiales, encapsulados en nanotubos de nítrido de boron, permiten crear un efecto de campo para hacer transistores que podrían tener el diámetro de dos nanometros. Hoy en día los transistores en los procesadores están entre 10 y 20 nanometros.
La investigación fue publicada en Nature Electronics, en donde ingenieros de Purdue junto con los académicos de la Universidad Tecnológica de Michigan, la Universidad de Washington en San Louis y la Universidad de Texas, en Dallas, parecen estar logrando un avance radical en la construcción de nuevos procesadores.
En los últimos años, los transistores se han hecho cada vez más pequeños, hasta llegar a un par de nanometros en condiciones de laboratorio. La meta es la de crear transistores del tamaño de los átomos, asunto que realmente suena a ciencia ficción.
El misterioso material
El laboratorio de Peide Ye, en Purdue, es uno de los grupos de investigación que buscan la explotación de materiales, más delgados que el silicio, para lograr transistores más pequeños y con más desempeño. Entre ellos se encuentra el tellurium.
«El material tellurium es realmente único. Construye un transistor funcional con el potencial de ser el más pequeño del mundo», comentan Ye, Richard J. y Mary Jo Schwartz, profesor este último de ingeniería eléctrica y computación.
En el 2018, el mismo equipo de investigación de Purdue, descubrió el tellureno, un material de dos dimensiones, derivado del tellurium. Hallaron que los transistores hechos con este material podían llevar más carga eléctrica, por lo cual serían más eficientes que al usar otras tecnologías.
Este descubrimiento llevó a pensar qué se podría hacer con el tellurium para crear más transistores. La capacidad del elemento para formarse como un material ultradelgado en una dimensión, bien podría ayudar para hacer más pequeños aún a los transistores.
Una manera de hacer esto, particularmente con transistores de efecto de campo, los que se usan en la mayoría de los dispositivos electrónicos, es construir las compuertas que podrían rodear los nanocables súper delgados. Estos nanocables estarían protegidos con nanotubos.
El proceso de investigación
Para esta investigación se trabajó no solamente en la electrónica minúscula sino que además, hicieron simulaciones por computadora paras simular como el tellurium podría comportarse. Los investigadores se sorprendieron al hallar que los átomos de una cadena de una sola dimensión vibraban.
Estas vibraciones se pudieron hacer visibles a través de TEM, desarrollado por Moon Kim, en la Universidad de Texas en Dallas y Hai-Yan Wang en Purdue.
«Los átomos de silicio se veían derechos pero los de tellurium parecían una serpiente. Esto es una estructura muy original», comentó Ye.
Las vibraciones se daban donde los átomos se unían fuertemente con otros pares, para formar cadenas helicoidales como las de ADN, poniendo una encima de la otra, a través de las fuerza débiles de la interacción de van der Waals, para así formar cristales de tellurium.
Estas interacciones de van der Waals podrían hacer que el tellurium fuese un material más efectivo para las cadenas atómicas. de acuerdo a Ye. La consecuencia es que se podrían crear transistores mucho más pequeños. Los investigadores construyeron un transistor con el tellurium, mostrando una prueba de concepto.
Así pues, tal vez en un futuro muy cercano habrá una nueva familia de procesadores que podrían quitar las limitaciones que tienen los actuales. El futuro se ve promisorio.
