(PhysOrg.com) - Una nueva generación de transistores ultrapequeños y chips de computadora más potentes que utilizan estructuras diminutas llamadas nanocables semiconductores están más cerca de la realidad después de un descubrimiento clave de investigadores de IBM, Purdue University y University of California en Los Ángeles.

Los investigadores han aprendido a crear nanocables con capas de diferentes materiales que están claramente definidos a nivel atómico. que es un requisito crítico para hacer transistores eficientes a partir de las estructuras.

"Tener capas de materiales bien definidas le permite mejorar y controlar el flujo de electrones y activar y desactivar este flujo, "dijo Eric Stach, profesor asociado de ingeniería de materiales en Purdue.

Los dispositivos electrónicos a menudo están hechos de "heteroestructuras, "lo que significa que contienen capas claramente definidas de diferentes materiales semiconductores, como el silicio y el germanio. Hasta ahora, sin embargo, los investigadores no han podido producir nanocables con capas de silicio y germanio claramente definidas. En lugar de, esta transición de una capa a la siguiente ha sido demasiado gradual para que los dispositivos funcionen de manera óptima como transistores.

Los nuevos hallazgos apuntan a un método para crear transistores de nanocables.

Los hallazgos se detallan en un artículo de investigación que aparece el viernes (27 de noviembre) en la revista. Ciencias . El artículo fue escrito por el investigador postdoctoral de Purdue, Cheng-Yen Wen, Stach, Los científicos de materiales de IBM Frances Ross, Jerry Tersoff y Mark Reuter en el Centro de Investigación Thomas J. Watson en Yorktown Heights, NUEVA YORK, y Suneel Kodambaka, profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UCLA.

Mientras que los transistores convencionales se fabrican en plano, piezas horizontales de silicio, los nanocables de silicio se "cultivan" verticalmente. Debido a esta estructura vertical, tienen una huella más pequeña, lo que podría hacer posible instalar más transistores en un circuito integrado, o chip, Dijo Stach.

"Pero primero debemos aprender a fabricar nanocables con estándares exigentes antes de que la industria pueda comenzar a usarlos para producir transistores". " él dijo.

Los nanocables podrían permitir a los ingenieros resolver un problema que amenaza con descarrilar la industria electrónica. Se necesitarán nuevas tecnologías para que la industria mantenga la ley de Moore, una regla no oficial que establece que la cantidad de transistores en un chip de computadora se duplica aproximadamente cada 18 meses, resultando en un rápido progreso en computadoras y telecomunicaciones. Duplicar la cantidad de dispositivos que caben en un chip de computadora se traduce en un aumento similar en el rendimiento. Sin embargo, Cada vez es más difícil seguir reduciendo los dispositivos electrónicos fabricados con semiconductores convencionales basados ​​en silicio.

"En algo como cinco a, a lo sumo, 10 años, las dimensiones del transistor de silicio se habrán escalado hasta su límite, "Dijo Stach.

Los transistores hechos de nanocables representan una forma potencial de continuar la tradición de la ley de Moore.

Los investigadores utilizaron un instrumento llamado microscopio electrónico de transmisión para observar la formación de nanocables. Primero se calentaron y fundieron pequeñas partículas de una aleación de oro y aluminio dentro de una cámara de vacío, y luego se introdujo gas de silicio en la cámara. A medida que la perla de oro y aluminio fundido absorbió el silicio, se volvió "sobresaturado" con silicio, haciendo que el silicio se precipite y forme alambres. Cada alambre en crecimiento estaba cubierto con una gota líquida de oro-aluminio para que la estructura se asemejara a un hongo.

Luego, los investigadores redujeron la temperatura dentro de la cámara lo suficiente como para hacer que la tapa de oro y aluminio se solidificara, permitiendo que el germanio se deposite sobre el silicio con precisión y haciendo posible crear una heteroestructura de silicio y germanio.

El ciclo podría repetirse cambiar los gases de germanio a silicio según se desee para hacer tipos específicos de heteroestructuras, Dijo Stach.

Tener una heteroestructura permite crear una "puerta" de germanio en cada transistor, que permite que los dispositivos se enciendan y apaguen.

Más información: Formación de heterouniones axiales composicionalmente abruptas en nanocables de Si / Ge, C.-Y. Wen, et en., Ciencias .

Proporcionado por Purdue University (noticias:web)