Investigadores de la Universidad de Texas A&M informan avances significativos en su comprensión y control de un material similar al camaleón que podría ser clave para las computadoras de próxima generación que son incluso más poderosas que las máquinas actuales basadas en silicio.

El paradigma existente de la informática basada en silicio nos ha proporcionado una gama de tecnologías asombrosas, pero los ingenieros están comenzando a descubrir los límites del silicio. Como resultado, para que las ciencias de la computación sigan avanzando es importante explorar materiales alternativos que permitan diferentes formas de hacer computación, según el Dr. Patrick J. Shamberger, profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. El dióxido de vanadio es un ejemplo.

"Es muy interesante material similar al camaleón que puede cambiar fácilmente entre dos fases diferentes, de aislador a conductor, a medida que lo calienta y enfría o aplica un voltaje, "dijo el Dr. Sarbajit Banerjee, profesor con nombramientos conjuntos en los Departamentos de Química y Ciencia e Ingeniería de Materiales. "Y si piensa que esas dos fases son análogas a un cero y un uno, puede encontrar algunas formas nuevas e interesantes de procesamiento de la información ".

Banerjee y Shamberger son los autores correspondientes de un artículo que describe su trabajo, que se publicó en la edición de enero de 2018 de Química de Materiales .

"Antes de que el dióxido de vanadio se pueda utilizar en informática, Necesitamos controlar mejor su transición de aislante a conductor y viceversa, ", Dijo Shamberger. En el documento, el equipo describe cómo hacer precisamente eso agregando tungsteno al material.

Entre otras cosas, los investigadores demostraron que el tungsteno permite que la transición se produzca a través de dos vías muy diferentes. El resultado es que la transición de aislante a conductor ocurre fácil y rápidamente, mientras que la transición de conductor a aislante es más difícil.

"Piense en ello como conducir del punto A al punto B y viceversa. Al ir allí, se toma una superautopista, pero volviendo estás en caminos secundarios "Dijo Banerjee.

Esencialmente, la adición de tungsteno permite que el óxido de vanadio cambie rápidamente en una dirección y mucho más lentamente en la otra. fenómenos que podrían explotarse en las computadoras del futuro.

"Proporciona una 'perilla' adicional para ajustar cómo va y viene entre los dos estados, "dijo Erick J. Braham, estudiante de posgrado en Texas A&M que fue el primer autor del artículo.

El equipo también ha descubierto que la adición de tungsteno les permite controlar mejor, o sintonizar, las diferentes temperaturas donde ocurren las transiciones.

Banerjee destaca el carácter interdisciplinario del trabajo, que involucró a cuatro grupos con experiencia que van desde la ciencia de los materiales computacionales hasta la microscopía electrónica, ha sido clave.

"Realmente hemos analizado este acertijo desde diferentes extremos para tratar de entender exactamente lo que está sucediendo, ", dijo." Ha sido muy emocionante ".