(PhysOrg.com) - Investigadores europeos han desarrollado tecnología de 'crecimiento' de nanocables de última generación, abriendo el camino para más rápido, microchips más pequeños y creando una nueva y prometedora vía de investigación y desarrollo industrial en Europa.
Los nanocables son una nueva tecnología prometedora que podría cumplir con los requisitos de rendimiento en rápido aumento para el diseño de circuitos integrados durante los próximos diez años. Son pequeños cables de solo decenas de nanómetros de diámetro y micrómetros de longitud.
Podrían significar más pequeños electrónica más rápida y de menor potencia, y dar lugar a arquitecturas completamente novedosas, como los microchips 3D, una pila vertical de circuitos que puede aumentar enormemente el tamaño de los circuitos para la misma huella.
Los nanocables son tan estrechos que a menudo se les llama estructuras "unidimensionales" porque el ancho del cable restringe el movimiento lateral de los electrones a medida que pasan a través del cable. También, la geometría cilíndrica permite la tecnología de compuerta electrostática más eficiente.
Como era de esperar a esta escala, Los nanocables demuestran muchas características que ofrecen el potencial para circuitos y arquitecturas novedosas, y los físicos están muy emocionados. Los japoneses fueron pioneros en el campo y los EE. UU. Asumieron el trabajo, y con algunos equipos europeos entrando poco después.
Levantando nanocables ... y patentes
Pero los europeos están en camino. El trabajo reciente en el proyecto NODE condujo a una tecnología de clase mundial y 40 patentes. "La tecnología de silicio se vuelve muy desafiante cuando se reduce a 10-15 nm, "Explica Lars Samuelson, director del Consorcio de Estructura Nanométrica de la Universidad de Lund y coordinador del proyecto NODE.
"Uno de los problemas del enfoque [actual] de arriba hacia abajo es que introduce entornos hostiles y terminas con dispositivos que pueden estar dominados por defectos".
Los nanocables de NODE se "cultivan" de abajo hacia arriba, como cristales, en estructuras verticales. "Lo llamamos" autoensamblaje guiado ", y es un proceso "de abajo hacia arriba" que puede resultar en menos defectos, ”Dice Samuelson.
Los nanocables verticales pueden constar de diferentes materiales, simplemente alterando el material depositado, por lo que el alambre adquiere capas con diferentes características. “Hay muchas oportunidades potenciales para desarrollar nuevas tecnologías, " él dice. "Esta disposición vertical puede ser la ruta hacia el diseño de circuitos 3D, así como para realizar optoelectrónica monolítica en chip".
NODE se centró en combinar silicio con arseniuro de indio (Si:InAs) y silicio con germanio de silicio (Si:SiGe), dos materiales muy prometedores. “El arseniuro de indio es intrínsecamente muy rápido y, como tal, fue de especial interés para nuestro trabajo, ”Comenta Samuelson.
Avances
El proyecto analizó todos los eslabones de la cadena de producción de nanocables, del crecimiento, procesamiento a escala industrial, a la caracterización e integración. “Y uno de los grandes desafíos del proyecto fue la integración de nuestro trabajo con la tecnología actual de procesamiento de silicio, por lo que hubo un gran esfuerzo en el procesamiento, ”Subraya Samuelson.
Para esto, Los estudios de caracterización fueron importantes para examinar los diferentes materiales utilizados y los efectos inducidos por la estructura de nanocables. NODE también examinó las características de los dispositivos potenciales, como los transistores de efecto de campo (FET). Finalmente, el equipo examinó la posibilidad de integrar estos dispositivos en circuitos.
Es un gran volumen de trabajo y dio lugar a algunos avances reales. “Uno de los avances fue la ... deposición perfecta de dieléctricos de alto K que recubren los nanocables y sirven como dieléctricos en los transistores de puerta envolvente, ”Revela Samuelson. "Desarrollamos una muy buena técnica para esto".
Los dieléctricos de alto K superan algunos de los límites del dióxido de silicio a escalas muy pequeñas y son una estrategia prometedora para una mayor miniaturización de los circuitos integrados.
“Como parte de esta investigación, también hemos encontrado problemas y posibles obstáculos [para un mayor] desarrollo, tales como problemas bastante severos en el cultivo de nanocables de Si usando catalizadores de oro ”, agrega Samuelson.
Lo último
“Esta tecnología no está lista para aplicaciones industriales, y si serán tres, seis o nueve años antes de que aparezca industrialmente, No puedo decir, ”Advierte Samuelson. “Pero establecimos el estado del arte, tenemos los mejores resultados ".
El proyecto ha anunciado la entrada de Europa en un nuevo y apasionante campo de la nanotecnología y ha desarrollado una experiencia central en el continente. Más de 100 artículos científicos surgirán del trabajo cuando finalmente termine.
El desarrollo de la experiencia europea no podría llegar en mejor momento. Jugadores industriales como IBM, Samsung y algunos de los principales laboratorios de Singapur comenzaron a desarrollar planos, u horizontal, tecnología de nanocables poco después de que NODE comenzara sus esfuerzos. La tecnología está llegando a la mayoría de edad.
