El siliceno, un material semiconductor nuevo que combina las propiedades
del silicio y el grafeno, se encuentra entre los candidatos más
interesantes para su utilización en la fabricación de circuitería
electrónica aún más pequeña que pueda integrarse en dispositivos
inteligentes.
«Los componentes electrónicos se integran actualmente en capas
múltiples de átomos de silicio. La integración de dichos componentes en
una capa única permitiría reducir su tamaño de manera significativa y
minimizar las fugas eléctricas, a la vez que se conseguiría aumentar la
potencia y eficiencia energética de los dispositivos en los que se
monten», explicó el Dr. Athanasios Dimoulas, coordinador del proyecto
europeo
2D-NANOLATTICES.
El grafeno es una
sustancia interesante puesto que se estructura en una única capa de
átomos, aunque no posee el «vacío energético» necesario para ser
material semiconductor. El siliceno, variante bidimensional del silicio,
aporta sus propiedades semiconductoras al mundo de los materiales 2D,
si bien presenta el problema de que sus características se alteran al
entrar en contacto con otras sustancias, por ejemplo metales.
Componentes electrónicos cien veces menores
La integración de componentes electrónicos en una capa única de
siliceno manteniendo el rendimiento electrónico de éstos ha sido una
tarea difícil para los investigadores, hasta ahora. El proyecto
2D-NANOLATTICES ha logrado un importante descubrimiento a nivel mundial
al crear, a partir del material descrito, un transistor de efecto de
campo (FET) capaz de funcionar a temperatura ambiente.
Los FET son un componente de conmutación fundamental en la
circuitería electrónica, por lo que su integración en una capa única de
átomos de silicio (con la estructura del siliceno) que —tras crecer en
un sustrato de plata— se transfiere a otra capa formada por una
sustancia más neutra, el dióxido de silicio, se considera un logro
importantísimo. «Las pruebas han demostrado que el rendimiento del
siliceno es muy bueno en sustratos no metálicos», afirma con entusiasmo
el Dr. Dimoulas, miembro de
Demokritos, el Centro Nacional de Investigación Científica de Grecia.
«El hecho de tener este transistor, formado por una capa única de
materiales como el silicio, es algo que no se había conseguido hasta
ahora y que puede considerarse un gran avance, en virtud del cual
podrían fabricarse transistores en dirección vertical con un tamaño cien
veces menor», concluye el Dr. Dimoulas.
Valoración de las posibilidades
De acuerdo con los cálculos del Dr. Dimoulas, la reducción vertical
del tamaño del transistor en una capa única 2D formada por átomos
permitirá reducir también las dimensiones lateralmente, lo que
implicaría que la misma área del chip podría incorporar veinticinco
veces más componentes electrónicos que antes.
Además, la utilización de un único canal estrecho para conducir la
corriente eléctrica reduce las fugas de energía, problema que ha
preocupado a los especialistas de semiconductores desde hace cierto
tiempo: cómo reducir aún más el tamaño sin provocar un
sobrecalentamiento de los dispositivos que provoque fugas eléctricas.
Éstas son buenas noticias para los fabricantes de chips,
especialmente ahora que la carrera para fabricar la próxima generación
de tecnologías de comunicación se hace más exigente, a raíz de la
aparición de las redes móviles 5G.
El proyecto 2D NANOLATTICES, que transcurrió desde el 1 de junio de
2011 hasta el 31 de agosto de 2014, se financió con 1,63 millones de
euros procedentes del 7PM (a través del programa
Tecnologías futuras y emergentes) y contó con la participación de seis
socios procedentes de cuatro países de la UE.
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