Los chips de grafeno, cada vez más cerca

Investigadores norteamericanos han desarrollado nuevos chips que tendrán grandes ventajas con relación a los utilizados actualmente a nivel masivo, permitiendo una mayor velocidad de carga y descarga de archivos de gran peso en la web, más capacidad de almacenamiento, mayor velocidad de procesamiento y ventajas al utilizar aplicaciones de comunicación interactiva, entre otros beneficios, según se anuncia en un comunicado de la Universidad de Florida.

Este equipo de científicos es el primero en crear este tipo de chips, que se basan en el empleo de un nuevo material llamado grafeno, con un espesor de únicamente un átomo de grosor. El grafeno es una estructura laminar plana, de un átomo de grosor, compuesta por átomos de carbono densamente empaquetados en una red cristalina en forma de panal de abeja mediante enlaces sp2. Como ya hemos informado en otro artículo, el grafeno ya se ha confirmado como el material más fuerte del mundo.

De desarrollarse estos chips, existirían grandes posibilidades para que los ordenadores obtengan importantes avances en cuanto a la acumulación de información, velocidad de descarga de archivos de gran tamaño, procesamiento al unísono de variadas y complejas tareas y comunicaciones online.

Según Jing Guo, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Florida y uno de los líderes de la investigación, existen aún importantes desafíos en cuanto a la concreción definitiva de la nueva tecnología, aunque sin embargo los avances logrados hasta el momento ya son trascendentes.

El avance más importante

La mayor innovación que ha logrado este trabajo de investigación es el diseño y prueba de un «tipo N» de transistor de graphene nanoribbons (GNR´s). Los transistores vienen en dos formas, P y N, y justamente era la última tipología la que faltaba desarrollar. De esta manera, se completa así el desarrollo de bloques fundamentales.

Uno de los puntos principales de esta forma de carbono es su distribución a modo de panal de hexágonos interconectados, por lo que el grafeno se ha ganado el mote de “tela metálica atómica”. Y el gran avance lo constituyen sus escasas dimensiones: una capa entera de este material alcanza la longitud de un nanómetro.

Quizás el punto central de la investigación es desarrollar una metodología para que el grafeno pueda ser modificado e interactuar con los electrones, un requisito lógicamente básico para el empleo de este material en el mundo de la electrónica. Esto transforma al grafeno en uno de los principales candidatos para destronar al silicio en el mundo de la nanoelectrónica y la nanotecnología del futuro.

Los especialistas creen que luego de varias décadas de desarrollo, el silicio ha llegado a su límite de rendimiento y optimización, por lo tanto se requerirá un nuevo material que vaya a tono con los fuertes y rápidos avances de la tecnología a pequeña escala.

Comprobaciones y desafíos

Incluso otra investigación complementaria efectuada en el Instituto de Tecnología de Massachusetts ha comprobado recientemente la multiplicación de señales eléctricas en un chip de grafeno. Sin embargo, los científicos deberán afrontar varios desafíos hasta que estos nuevos chips puedan ser utilizados en productos de consumo masivo.

¿Cuáles son esos desafíos?. Mayormente, el gran costo que supone el grafeno como material, que deberá ser reducido en gran manera para su utilización social. Además, se requiere la optimización del material para poder desarrollar un gran número de transistores en una pequeña capa de grafeno.

Vale destacar que esta investigación, realizada en conjunto por las universidades de Florida y Stanford junto al Lawrence Livermore National Laboratory, fue financiada por la National Science Foundation, la Oficina de Investigación Naval estadounidense, MSD e Intel.

El equipo de investigadores de la Universidad de Stanford dirigido por Hongjie Dai; Jing Guo y Youngki Yoon, por la Universidad de Florida (éste último hoy en la Universidad de California, Berkeley) y Peter Webber del Lawrence Livermore National Laboratory, fueron algunos de los principales investigadores a cargo de este trabajo.

Según sostienen los propios especialistas, el manejo de la química es uno de los principales desafíos para la ingeniería eléctrica, al entrar en contacto con dimensiones tan pequeñas. Es que la nanoescala no es el contexto en el cual habitualmente desarrollan sus actividades los ingenieros, habituados a otro tipo de estructuras.