{"id":26580,"date":"2022-03-14T14:58:14","date_gmt":"2022-03-14T20:58:14","guid":{"rendered":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/?p=26580"},"modified":"2022-03-14T15:00:25","modified_gmt":"2022-03-14T21:00:25","slug":"ley-de-moore-los-cientificos-acaban-de-crear-una-puerta-de-transistores-de-grafeno-del-ancho-de-un-atomo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/materiales\/ley-de-moore-los-cientificos-acaban-de-crear-una-puerta-de-transistores-de-grafeno-del-ancho-de-un-atomo\/","title":{"rendered":"Ley de Moore: los cient\u00edficos acaban de crear una puerta de transistores de grafeno del ancho de un \u00e1tomo"},"content":{"rendered":"

No ha habido mayor acto de magia en la tecnolog\u00eda que el juego de manos realizado por\u00a0la Ley de Moore<\/a>\u00a0.\u00a0Los componentes electr\u00f3nicos que una vez cab\u00edan en la palma de su mano se volvieron at\u00f3micos hace mucho tiempo, desapareciendo de nuestro mundo para instalarse en el reino cu\u00e1ntico.<\/span><\/p>\n

Pero ahora estamos rozando los amargos l\u00edmites de esta tendencia.\u00a0En\u00a0un art\u00edculo<\/a>\u00a0publicado en\u00a0Nature<\/em>\u00a0esta semana, los cient\u00edficos de la Universidad de Tsinghua en Shanghai escribieron que hab\u00edan construido una puerta de transistor de grafeno con una longitud de 0,34 nan\u00f3metros (nm), o aproximadamente del tama\u00f1o de un solo \u00e1tomo de carbono.<\/span><\/p>\n

La puerta, un componente de chip que enciende y apaga los transistores, es una medida cr\u00edtica del tama\u00f1o del transistor.\u00a0Investigaciones anteriores ya hab\u00edan llevado las longitudes de puerta a\u00a0un nan\u00f3metro<\/a>\u00a0o\u00a0menos<\/a>\u00a0.\u00a0Al reducir las longitudes de las puertas al tama\u00f1o de \u00e1tomos individuales, el \u00faltimo trabajo establece una nueva marca que ser\u00e1 dif\u00edcil de superar.\u00a0“En el futuro, ser\u00e1 casi imposible para las personas hacer una longitud de puerta inferior a 0,34 nm”,\u00a0dijo a\u00a0IEEE Spectrum<\/em><\/a>\u00a0el autor principal del art\u00edculo, Tian-Ling Ren .\u00a0“Este podr\u00eda ser el \u00faltimo nodo de la Ley de Moore”.<\/span><\/p>\n

Grabado de un s\u00e1ndwich 2D<\/strong><\/span><\/h3>\n

Los transistores tienen algunos componentes centrales: la fuente, el drenaje, el canal y la puerta.\u00a0La corriente el\u00e9ctrica fluye desde la fuente, a trav\u00e9s del canal, pasa la compuerta y llega al drenaje.\u00a0La puerta enciende o apaga esta corriente dependiendo del voltaje que se le aplique.<\/span><\/p>\n

Los avances recientes en la miniaturizaci\u00f3n extrema de puertas de transistores se basan en algunos materiales fascinantes.\u00a0En 2016, por ejemplo,\u00a0los investigadores utilizaron nanotubos de carbono<\/a>\u00a0, que son l\u00e1minas de carbono de un solo \u00e1tomo de espesor enrolladas en cilindros, y un material 2D llamado disulfuro de molibdeno para lograr una longitud de puerta de un nan\u00f3metro.\u00a0El silicio es un mejor semiconductor, ya que las corrientes el\u00e9ctricas encuentran m\u00e1s resistencia en el disulfuro de molibdeno, pero cuando las longitudes de las puertas caen por debajo de los cinco nan\u00f3metros, los electrones se filtran a trav\u00e9s de las puertas en los transistores de silicio.\u00a0La resistencia natural del disulfuro de molibdeno evita esta fuga en las escalas m\u00e1s peque\u00f1as.<\/span><\/p>\n

Sobre la base de este trabajo anterior, los investigadores en el estudio m\u00e1s reciente tambi\u00e9n eligieron disulfuro de molibdeno para su material de canal y una puerta a base de carbono.\u00a0Pero en lugar de nanotubos de carbono, que tienen un nan\u00f3metro de di\u00e1metro, buscaron ser m\u00e1s peque\u00f1os.\u00a0Desenrolla un nanotubo y obtienes una l\u00e1mina hecha de \u00e1tomos de carbono llamada grafeno.\u00a0El grafeno tiene todo tipo de propiedades interesantes, una de las cuales es una excelente conductividad.\u00a0El ancho y el largo de una hoja de grafeno son, por supuesto, m\u00e1s grandes que un nanotubo, pero el borde tiene un solo \u00e1tomo de carbono de espesor.\u00a0El equipo explot\u00f3 inteligentemente esta propiedad.<\/span><\/p>\n

Primero colocaron una capa de di\u00f3xido de silicio para la estructura base.\u00a0Luego, utilizando un m\u00e9todo de producci\u00f3n de grafeno llamado deposici\u00f3n qu\u00edmica de vapor, colocaron una l\u00e1mina de grafeno sobre el di\u00f3xido de silicio y una capa de \u00f3xido de aluminio sobre el grafeno.\u00a0El \u00f3xido de aluminio y el di\u00f3xido de silicio que intercalan el grafeno act\u00faan como aislantes, cortando efectivamente sus propiedades el\u00e9ctricas del resto del transistor.\u00a0Luego grabaron en los materiales intercalados para crear un escal\u00f3n, con la misma forma que las escaleras de su casa, y en el proceso, expusieron el borde de la l\u00e1mina de grafeno en la pared vertical del escal\u00f3n, creando as\u00ed una puerta at\u00f3micamente delgada.\u00a0Llaman a esta construcci\u00f3n un “transistor de pared lateral”.<\/span><\/p>\n

Finalmente, sobre el escal\u00f3n, el equipo coloc\u00f3 una capa de \u00f3xido de hafnio, para agregar un peque\u00f1o espacio entre la puerta y el canal, y una capa de disulfuro de molibdeno para formar el canal.\u00a0Luego agregaron dos electrodos de metal, uno en el escal\u00f3n superior y otro en la parte inferior, como fuente y drenaje.<\/span><\/p>\n

\"puerta<\/span>
Un transistor de pared lateral con una puerta de grafeno.\u00a0Cr\u00e9dito de la imagen: Wu, F., Tian, \u200b\u200bH., Shen, Y. et al.\u00a0Transistores MoS2 verticales con longitudes de puerta inferiores a 1 nm.\u00a0Naturaleza 603, 259\u2013264 (2022).\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41586-021-04323-3<\/a><\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Cr\u00edticamente, la nueva t\u00e9cnica no requiere que los investigadores coloquen con precisi\u00f3n el grafeno para que la puerta funcione.\u00a0Este es uno de los grandes desaf\u00edos del uso de nanotubos de carbono: no es tarea f\u00e1cil lograr que se asienten exactamente donde se necesitan.<\/span><\/p>\n

M\u00e1s Moore<\/strong><\/span><\/h3>\n

Para ser claros, el trabajo es una prueba de concepto: los investigadores no han escalado significativamente el enfoque.\u00a0Fabricar un pu\u00f1ado de transistores no es lo mismo que fabricar miles de millones en un chip y fabricar sin problemas miles de millones de esos chips para usar en computadoras port\u00e1tiles y tel\u00e9fonos inteligentes.\u00a0Ren tambi\u00e9n se\u00f1ala que los materiales 2D, como el bisulfuro de molibdeno, siguen siendo costosos y que fabricar materiales de alta calidad a escala es un desaf\u00edo.<\/span><\/p>\n

Es m\u00e1s probable que las nuevas tecnolog\u00edas, como\u00a0los transistores de silicio integrales<\/a>\u00a0, lleguen a su computadora port\u00e1til o tel\u00e9fono en los pr\u00f3ximos a\u00f1os.\u00a0Adem\u00e1s, vale la pena se\u00f1alar que el resultado de la Ley de Moore (que\u00a0las computadoras<\/a>\u00a0seguir\u00e1n haci\u00e9ndose m\u00e1s poderosas y m\u00e1s baratas a un ritmo exponencial)\u00a0tambi\u00e9n puede ser impulsado por<\/a>\u00a0ajustes de software o cambios en la arquitectura, como usar la tercera dimensi\u00f3n para apilar componentes encima de uno. otro.<\/span><\/p>\n

A\u00fan as\u00ed, la investigaci\u00f3n explora y define mejor los alcances externos de la miniaturizaci\u00f3n, tal vez estableciendo un l\u00edmite inferior que no se romper\u00e1 durante a\u00f1os.\u00a0Tambi\u00e9n demuestra una forma inteligente de explotar las propiedades m\u00e1s deseables de los materiales 2D en chips.\u00a0Y si se refina a\u00fan m\u00e1s, el enfoque, que no se basa en el posicionamiento exacto de los componentes y se apoya en tecnolog\u00edas de fabricaci\u00f3n de chips ya comunes, parece tener cierto potencial para escalar.<\/span><\/p>\n

Independientemente, reducir el tama\u00f1o de los componentes electr\u00f3nicos de pulgadas a \u00e1tomos en un per\u00edodo relativamente corto de d\u00e9cadas sigue siendo uno de los trucos m\u00e1s ingeniosos de la ciencia y la tecnolog\u00eda, y este trabajo lleva la tendencia a un nuevo extremo.<\/span><\/p>\n

Cr\u00e9dito de la imagen:\u00a0Yulissa Tagle<\/a>\u00a0\/\u00a0Unsplash<\/a><\/em><\/span><\/p>\n

Dorrier, J. (2022d, marzo 14). Moore\u2019s Law: Scientists Just Made a Graphene Transistor Gate the Width of an Atom<\/i>. Singularity Hub. Recuperado 14 de marzo de 2022, de https:\/\/singularityhub.com\/2022\/03\/13\/moores-law-scientists-just-made-a-graphene-transistor-gate-the-width-of-an-atom\/<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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