El español Tomás Palacios y el transistor de grafeno de nuevo en la revista Nature

“En julio de 2008, Tomás Palacios estaba sentado en un aeropuerto de Boston, Massachusetts, esperando un vuelo retrasado y pensando en su última serie de transistores de grafeno. No estaban funcionando como deberían hacerlo. Palacios pensó cuatro años antes que el grafeno podría ser clave para superar los límites físicos de los transistores basados en silicio. Sin embargo, el camino está plagado de obstáculos: no parece factible diseñar transistores de grafeno capaces de funcionar en conmutación on/off y ejecutar operaciones lógicas digitales. No solo Palacios, muchos otros investigadores han estado lidiando con el grafeno durante años y no han logrado que se comporte como un material adecuado en este campo. Muchos están decepcionados. Palacios afirma que “es muy difícil luchar contra la Naturaleza.” Nos lo cuenta Katherine Bourzac, “Electronics: Back to analogue,” Nature 483: S34–S36, 15 March 2012. Ya sabéis que me encandila cada vez que en Nature habla o se habla de Tomás Palacios. Permíteme una traducción libre de los párrafos que destacan el trabajo de Palacios.

“Palacios tenía que matar una hora en el aeropuerto y se puso a reflexionar sobre sus resultados.” Un transistor se caracteriza por su curva de transferencia que presenta la corriente a través del dispositivo frente al voltaje aplicado. “Se dio cuenta de que el comportamiento eléctrico de un único transistor de grafeno se parece a un circuito formado por múltiples transistores de silicio. Llamó a uno de sus estudiantes y le pidió que comparara un transistor de grafeno contra cierto circuito de silicio. Cuando finalmente regresó a su laboratorio en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, vio que el transistor de grafeno había superado en prestaciones a un grupo de transistores de silicio. Tomás Palacios y su grupo acababan de inventar una nueva rama de investigación.”

“En los últimos años,” dice Palacios, “la gente se ha orientado a aplicaciones del grafeno en las que el silicio no puede competir.” El grafeno es elástico, flexible, transparente y fuerte, propiedades que el silicio no tiene. “La razón por la que el grafeno no puede batir al silicio en aplicaciones electrónicas digitales y analógicas es que posee otras propiedades que lo hacen atractivo,” dice el ingeniero eléctrico Deji Akinwande, que estudia nanomateriales basados en el carbono en la Universidad de Texas en Austin. “El grafeno es ideal para aplicaciones en computación ubicua y para dispositivos electrónicos portátiles transparentes que no se rompen cuando se golpean contra el suelo, no se mojan y son amigables para el entorno.”

Según Palacios “las primeras aplicaciones prácticas del grafeno serán aplicaciones en las que el grafeno es el único material no tenga competidor y sea el único material que pueda usarse.” Como Palacios descubrió un día de 2008 en un aeropuerto, el grafeno permite desarrollar dispositivos altamente eficientes: un único transistor de grafeno se comporta como un dispositivo con muchos transistores de silicio, lo que reduce la potencia eléctrica consumida y ahorra espacio físico.” Palacios ha logrado fabricar un conversor de señales digitales en mensajes Bluetooth utilizando un solo transistor de grafeno, lo que puede tener futuras aplicaciones en teléfonos móviles y sistemas de sensores inalámbricas” (por ejemplo para sistemas de electrodos que se acoplan a la cabeza). “La clave del logro de Palacios es el uso de una propiedad del grafeno llamada ambipolaridad.” El silicio dopado permite propagar electrones (cargas negativas, en los llamados materiales tipo n) o huecos (cargas positivas, en los llamados tipo p). El grafeno es ambipolar porque puede propagar de forma simultánea ambos tipos de cargas.

La ambipolaridad del grafeno fue considerada un problema hace años, pero ahora es una de sus virtudes más destacadas. “El gran impacto futuro del grafeno en la electrónica será guiado por aplicaciones en las que la única opción posible sea utilizar grafeno.” El silicio ya tiene su sitio y en él es el rey; el grafeno tendrá que encontrar el suyo propio para reinar a gusto.

Obviamente, este entrada no es biotecnología, pero en una edición anterior hablé de Tomás Palacios para el carnaval y me gusta volver hacerlo (y no será la última). Por ello, esta entrada participa en la VIII Edición del Carnaval de la Tecnología organizado en esta ocasión por J.M. Mulet en su blog “Los productos naturales ¡vaya timo!,” quien nos propone como tema estrella la biotecnología. “Las normas de participación las podéis encontrar en el blog del propio carnaval. Podéis comunicarle las entradas como comentario en su post o a su cuenta de twitter (@jmmulet).”

7 Comentarios

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AliciaAlicia

Hola por favor puede escribir un articulo sobre el ultimo avance en computacion cuantica de ibm

emulenewsemulenews

Alicia, lo tengo pendiente en la lista de borradores del blog… casi 100 borradores a la espera de tiempo… La verdad es que puedo aportar poco a lo que ya se ha contado en otras fuentes por la web, pero bueno, dado que insistes, intentaré escribir algo… no puedo prometer nada.

Leo

Hola Francis, disculpa que coloque en estos comentarios el siguiente artículo sobre http://arxiv.org/pdf/1105.1873.pdf. El mismo es un estudio publicado hace cosa de un mes por investigadores del Instituto de Astronomía de la UNAM sobre gravedad extendida y que pone en duda la existencia de la materia oscura. Si le puedes echar una mirada, me gustaría saber que opinas.

emulenewsemulenews

Leo, ya me lo he leído (me lo recomendó otro lector del blog) y voy a preparar una entrada, pero será crítica, los detalles del estudio no me gustan. A ver si esta tarde logro ponerme a ello.

emulenewsemulenews

Eugene Mallowe, alias, recuerda que quien no tiene palabra, no tiene crédito.

benjaminbenjamin

En mi opinion deberiamos de ser mas cuidadosos con las expectativas de las investigaciones. En el caso de la electrónica el grado de integración, reproducibilidad, bajo COSTO, conocimiento profundo y realista de la física de los semiconductores (es decir no casos ideales) es tan grande por las compañias de circuitos integrados que veo demasiado infantil anunciar que cada avance o descubrimiento con cierto material revolucionará el mundo de la electrónica. Llevo años escuchando de los nanohilos, computación cuantica, etc y la verdad las compañias realizan el paso mas lógico PARALELIZAR los procesos para aumentar la velocidad de cálculo. Yo se que en algun momento se llegará a un límite físico de integración donde los efectos cuanticos serán importantes, sin embargo veo demasiado pero demasiado verdes los desarrollos alternativos. Y pienso que para tener un mayor exito debemos hacer ingenieros que tengan conocimientos más robustos de física moderna y fisicos que tenga una idea mas realista de los procesos industriales o al menos que desarrollen un mayor sentido práctico. Tambien se podria hacer equipos multidisciplinarios que desde un inicio evaluen la factibilidad técnica de una investigación, o sino seguiremos haciendo fábricas de publicaciones sin ningun impacto real, bueno el justificar los salarios y los presupuestos de investigación. O de plano esperamos a que los Chinos nos vendan las soluciones y nosotros seguimos presumiendo la ciencia básica de occidente.

diracdirac

Buenas, no se si alguien me puede ayudar con una dudilla que me ha surgido al leer la notica, y es que me resulta raro eso de “ambipolar” ya que un material tipo n en el silicio es que tiene más electrones que huecos y tipo p lo contrario, ambipolar parece que tiene ambas propiedades por lo que sugiere igual número de huecos que de electrones y por lo tanto sería un semiconductor intrínseco (creo que se llamaba), y por lo tanto estaríamos como al principio, con un semiconductor sin dopar y por lo tanto no habría utilidad…

bueno muchas gracias por leer mi comentario y si se resuelve mi curiosidad pues ya chachi del todo!

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