General

Descubriendo el Futuro: El Grafeno como Semiconductor Transforma la Electrónica

0

El grafeno como semiconductor está abriendo un nuevo amanecer en la electrónica. Este material, desarrollado por investigadores de Georgia Tech y la Universidad de Tianjin en China, promete revolucionar la forma en que construimos chips de computadora.

Con la capacidad de funcionar a velocidades nunca antes vistas, este avance podría marcar el inicio de una nueva era en la electrónica.

Pero, ¿qué hace que el grafeno sea tan especial y cómo está cambiando el panorama de la tecnología?

Acompáñanos en este fascinante viaje hacia el futuro de la electrónica

Introducción

Investigadores de Georgia Tech y la Universidad de Tianjin en China han desarrollado un nuevo material semiconductor. Esta tecnología nos permitirá construir chips de computadora que funcionarán a una velocidad nunca antes vista. Podría marcar el inicio de una nueva era en la electrónica.

La Ley de Moore y sus límites

La Ley de Moore, formulada por Gordon Moore en 1965, establece que el número de transistores en un chip se duplica aproximadamente cada dos años. Sin embargo, Moore predijo que este ritmo eventualmente disminuiría. Desafortunadamente, esto se ha demostrado cierto. Cada vez es más difícil y costoso incorporar más transistores en un solo chip de silicio. Estamos llegando a límites físicos, como el tamaño de un solo átomo. A pesar de esto, empresas como TSMC, IBM, Imec e Intel están haciendo esfuerzos para seguir reduciendo el tamaño de los transistores. Actualmente, estamos en el rango de unos 200 millones de transistores por milímetro cuadrado, una cifra impresionante.

El desafío del calor

Para avanzar, estamos comenzando a construir en la tercera dimensión, apilando transistores uno encima del otro. Pero aquí surge un nuevo problema: los dispositivos apilados verticalmente sufren mucho por problemas de disipación de calor. No hay un camino de disipación de calor, lo que lleva al sobrecalentamiento. IBM está intentando abordar este problema. Por ejemplo, el año pasado introdujeron transistores verticales, una nueva arquitectura donde la puerta se coloca verticalmente. Sin embargo, estos dispositivos aún están en fase de investigación.

El grafeno: un candidato prometedor

Los investigadores están buscando constantemente nuevos materiales semiconductores que puedan ofrecer una mejor disipación de calor que el silicio y potencialmente reemplazarlo. Durante mucho tiempo, se ha investigado el grafeno como una posibilidad. El grafeno es atractivo debido a su estructura cristalina particular y su excepcional capacidad para disipar el calor. De hecho, tiene una conductividad térmica mucho mayor que el silicio. El calor es uno de los principales cuellos de botella para muchos dispositivos electrónicos modernos. Esto es especialmente importante cuando los chips se vuelven cada vez más pequeños y densos. No queremos que nuestro teléfono se sobrecaliente, por ejemplo, porque el sobrecalentamiento degrada el rendimiento y la vida útil del dispositivo e incluso puede causar un colapso.

El problema del grafeno

Sin embargo, hay un problema fundamental con el grafeno: no es un semiconductor. Tiene un hueco de banda de cero electronvoltios. Esto significa que no podemos hacer que un transistor de grafeno cambie de estado. Sin embargo, en este trabajo, los investigadores encontraron una forma de hacer un semiconductor perfecto a partir de grafeno. Lo que hicieron fue cultivar grafeno sobre una oblea de carburo de silicio y calentarlo a temperaturas muy altas, superiores a 1,000°C. Luego, alteraron las propiedades del grafeno para introducir un hueco de banda. Llamaron a este nuevo semiconductor «grafeno epitaxial semiconductor» o «SEG».

Fabricación y dopaje

Lo prometedor de este trabajo es que el proceso de fabricación que utilizaron es compatible con los procesos de fabricación convencionales. Además, lograron fabricar en gran cantidad y sin defectos en grandes obleas de carburo de silicio. Esto es un gran avance, ya que suele ser un desafío enorme y que consume mucho tiempo hacer que una nueva tecnología de semiconductores sea fabricable a gran escala.

Otras alternativas

Otro descubrimiento reciente es el arseniuro de boro, otro candidato potencial para reemplazar al buen viejo silicio debido a sus asombrosas propiedades. Tiene una movilidad de carga mejorada sobre el silicio y una mejor conductividad térmica. Sin embargo, los investigadores encontraron difícil fabricar arseniuro de boro a gran volumen sin defectos.

Recuerda esta idea.

Si podemos descifrar los chips basados en grafeno, esto será enorme. Pero aún quedan muchos desafíos técnicos por superar hasta que podamos llevarlo a la producción en masa. Como siempre, me encantaría saber qué piensas en los comentarios. Puedes leer más sobre este tema en el siguiente enlace: Investigación sobre el grafeno o explorar otros artículos en nuestra web sobre el grafeno.

DimensionIA

Descubre cómo GALA está Transformando la Animación 3D

Previous article

Descubre cómo generar imágenes con Bing: Un mundo de creatividad a tu alcance

Next article

Comentarios

Leave a reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Login/Sign up