Investigadores del Centre for Quantum Computer Technology, de Australia, han conseguido por primera vez fabricar un chip átomo a átomo, colocando a cada uno de ellos en un lugar previamente escogido, gracias a un microscopio de barrido de efecto túnel (STM).
El microscopio STM (Scanning Tunelling Microscope) se utiliza regularmente en procesos nanotecnológicos. Está dotado de una punta ultra fina que roza la superficie observada. La punta del microscopio y la superficie se intercambian electrones constantemente, lo que permite capturar un átomo con la punta y ponerlo en otro lugar.
El STM forma parte de los instrumentos llamados nanoscópicos porque posibilitan “ver” objetos del tamaño en nanómetros y aún menores. Fue presentado por primera vez en 1982 por Binning y Röhrer, que recibieron por este motivo el Premio Nobel de Física en 1986.
El STM es un dispositivo en el que una punta metálica de dimensiones muy reducidas se coloca a una distancia del orden de 10-7 cm. de la superficie de una muestra conductora.
Todavía voluminosos
Utilizando un STM, el equipo australiano, dirigido por Michelle Y. Simmons, consiguió incorporar algunos átomos de fósforo a una superficie de silicio. A continuación, los átomos de fósforo liberaron a sus electrones, desencadenando la conductividad del chip.
Tal como explicó Michelle Y. Simmons durante el reciente Pre–APS Workshop on Nanoscience and Nanostructured Materials, después de varios tratamientos, estos chips fabricados átomo a átomo presentaron las propiedades eléctricas pretendidas. Los primeros prototipos son todavía muy voluminosos, pero la técnica empleada servirá para fabricar chips mucho más pequeños.
Los investigadores consideran que estos chips integrarán la estructura de los ordenadores cuánticos del futuro, ya que son tan pequeños que los pocos átomos que los integran manifestarán su naturalaza cuántica.
La fabricación industrial de estos microchips está todavía lejana, pero la proeza representa un importante adelanto hacia la pretensión de miniaturizar aún más los componentes electrónicos de los ordenadores.
Nuevo horizonte tecnológico
Hasta ahora, las tecnologías no permiten ir más allá de chips de silicio de menos de 10 nanómetros (1 nanómetro, nm, equivale a 10-9 metros), por lo que la fabricación de un chip átomo a átomo realizada por científicos australianos, permite imaginar la pronta superación de esta hasta ahora insuperable frontera tecnológica.
En los próximos años está previsto que el ancho mínimo de los chips comerciales disminuyan hasta 100 o 200 nanómetros en componentes como los chips de DRAM, que podrían almacenar más de 1.000 millones de bits.
La mayoría de los chips comerciales se fabrican mediante fotolitografía, una técnica en la que los dibujos se graban exponiendo la superficie del chip a la luz u otra radiación electromagnética a través de una plantilla o máscara.
El concepto de construir un artefacto manipulando materia a escala nanométrica y ensamblando objetos átomo a átomo o molécula a molécula no es nuevo y ha sido popularizado en los últimos 10 años por K. Eric Drexler, del Foresight Institute de Palo Alto (California), aunque no para la fabricación de microchips.