Los chips de silicio actuales son extremadamente densos, pero los materiales 2D ultrafinos podrían hacerlos aún más compactos
wu kailiang/Alamy
Los chips de memoria de trabajo de sólo 10 átomos de espesor podrían generar una capacidad de almacenamiento radicalmente mayor en dispositivos electrónicos como los teléfonos inteligentes.
Después de décadas de miniaturización, los chips de computadora actuales tienen ahora componentes cada vez más pequeños, a menudo apiñando decenas de miles de millones de transistores en un área del tamaño de una uña. Pero si bien el tamaño de los componentes de una oblea de silicio se ha vuelto extremadamente pequeño, las propias obleas siguen siendo relativamente gruesas, lo que significa que existen límites en cuanto a cuánto se puede aumentar la complejidad de los chips apilando varias capas una encima de otra.
Los científicos han estado trabajando en chips más delgados hechos de los llamados materiales 2D, como el grafeno, que está formado por una sola capa de átomos de carbono y, en teoría, es tan delgado como puede ser un material. Pero hasta ahora, sólo se podían construir diseños de chips simples con tales materiales, y ha sido complicado conectarlos a procesadores tradicionales e integrarlos en dispositivos eléctricos.
Ahora Chunsen Liu, de la Universidad Fudan de Shanghai, y sus colegas han combinado un chip 2D de unos 10 átomos de espesor con un tipo de chip llamado CMOS, que se utiliza actualmente en ordenadores. La forma en que se fabrican estos chips deja una superficie rugosa, lo que dificulta colocar una lámina 2D sobre ella. Liu y sus colegas superaron esto separando el chip 2D del chip CMOS tradicional con una capa de vidrio, que no forma parte de los procesos actuales y necesitaría industrializarse antes de la producción en masa.
El prototipo del módulo de memoria de trabajo del equipo logró una precisión de más del 93 por ciento en las pruebas. Aunque esto está muy por debajo de la confiabilidad necesaria para los dispositivos de consumo, representa una prueba de concepto prometedora.
“Se trata de una tecnología muy interesante con un enorme potencial, pero todavía queda un largo camino por recorrer antes de que sea comercialmente viable”, afirma Steve Furber de la Universidad de Manchester, Reino Unido.
Kai Xu del King’s College de Londres dice que reducir aún más los diseños de chips actuales sin utilizar materiales 2D será problemático porque se producen fugas de señal cuando los componentes tradicionales se fabrican con anchos extremadamente pequeños. Reducir el espesor de las capas puede superar este efecto, lo que significa que la miniaturización en términos de espesor podría permitir potencialmente una mayor miniaturización en ancho.
“El silicio ya ha topado con obstáculos”, afirma Xu. “El material 2D podría superar esos efectos. Si es muy fino, el control en la puerta puede ser más uniforme, más perfecto, por lo que hay menos fugas”.
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