Geim y Novoselov fabrican el primer transistor túnel-FET usando heteroestructuras verticales de grafeno

Por Francisco R. Villatoro, el 2 febrero, 2012. Categoría(s): Ciencia • Física • Informática • Nanotecnología • Noticias • Science ✎ 5

Quien piense que un Premio Nobel de Física se relaja tras recibir la gloria del premio no conoce a los padres del grafeno, Geim y Novoselov; no paran. Publican hoy en Science la fabricación del primer transistor túnel-FET (TFET o Tunnel Field-Effect Transistor en inglés) fabricado mediante una heteroestructura (dispositivo formado por varias capas delgadas de materiales alternados) que incorpora dos capas de grafeno. El nuevo transistor TFET mejora las prestaciones de otros diseños previos de transistores basados en el grafeno (como los del joven español Tomás Palacios en el MIT); por ejemplo, logra un cociente entre las señales de ON y OFF en conmutación cercano a 50 a temperatura ambiente, cuando diseños anteriores solo lograban un factor de 10, además es un dispositivo muy rápido con transiciones cada pocos femtosegundos. El área superficial del nuevo transisotr TFET de grafeno todavía no es tan pequeña como las de los transistores TFET convencionales, que están en la escala de los 10 nm, sin embargo, el grupo de Geim cree que aún hay espacio para futuras mejoras que reduzcan este factor. Parece que el grafeno ha entrado con fuerza en el mundo de la integración a pequeña escala y gran rendimiento. El artículo técnico es L. Britnell, R. V. Gorbachev, R. Jalil, B. D. Belle, F. Schedin, M. I. Katsnelson, L. Eaves, S. V. Morozov, N. M. R. Peres, J. Leist, A. K. Geim, K. S. Novoselov, L. A. Ponomarenko, “Field-effect tunneling transistor based on vertical graphene heterostructures,” Science, Published Online February 2, 2012 [gratis en ArXiv]. Por cierto, conviene seguir a Geim en Arxiv donde aparecen con algunos meses de antelación sus  artículos; al menos para mí es todo un placer (he rescatado este artículo de mis borradores, que ya superan los 85).

¿Por qué es importante este avance? Porque los transistores integrados en los chips del ordenador (o dispositivo móvil) con el que lees esto son transistores FET (en concreto MOSFET formados por tres capas de metal, óxido y semiconductor) con longitud de canal entre 45 y 65 nanómetros. Si se confirma la predicción del grupo de Geim, los nuevos TFET de grafeno podrían llegar a alcanzar un tamaño equivalente a un MOSFET con una longitud de canal de 10 nanómetros.

¿Algún día podrás disfrutar de un ordenador cuyos chips estén basado en las tecnologías del grafeno? Quien sabe. Este nuevo tipo de transistores TFET de grafeno tendrá que competir con los transistores TFET “convencionales” de nueva generación (ver por ejemplo Adrian M. Ionescu, Heike Riel, “Tunnel field-effect transistors as energy-efficient electronic switches,” Nature 479: 329–337, 17 November 2011). En este campo, el que no corre vuela.

Por cierto, yo hice mis pinitos en el estudio numérico  de heteroestructuras (superredes fractales); quizás tenga que poner a trabajar a alguno de mis estudiantes en el modelado de superredes fractales con capas de grafeno. Aunque no sirvan para nada, lo mismo es un tema que se publica fácil.



5 Comentarios

    1. Es una suerte tener un campo abierto de problemas a resolver… y además que se antoja harto útil y de provecho. No pierdas el tiempo francis y pon a currar a los chaveles jejej

  1. Gracias por la información y por lo que es, para mí, un post perfecto: avances con sus pros y sus contras además de su posible aplicación práctica. Este blog mejora a ojos vista.

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