Imagen:UNSW Sydney
Se ha demostrado que los cables conductores de silicio más estrechos jamás fabricados (solo cuatro átomos de ancho y un átomo de alto) tienen la misma capacidad de transporte de corriente eléctrica que el cobre. según un nuevo estudio publicado hoy en la revista Ciencias .
A pesar de su asombrosamente pequeño diámetro - 10, 000 veces más delgados que un cabello humano:estos cables tienen propiedades eléctricas excepcionalmente buenas, generando esperanzas de que sirvan para conectar componentes a escala atómica en las computadoras cuánticas del mañana.
"La interconexión del cableado de esta escala será vital para el desarrollo de futuros circuitos electrónicos a escala atómica, "dice el autor principal del estudio, Bent Weber, estudiante de doctorado en el Centro de Excelencia ARC para Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación en la Universidad de Nueva Gales del Sur, En Sydney, Australia.
Los cables se hicieron colocando con precisión cadenas de átomos de fósforo dentro de un cristal de silicio, según el estudio, que incluye investigadores de la Universidad de Melbourne y la Universidad Purdue en los EE. UU.
Los investigadores descubrieron que la resistividad eléctrica de sus cables, una medida de la facilidad con la que puede fluir la corriente eléctrica, no depende del ancho del cable. Su comportamiento está descrito por la ley de Ohm, que es una ley fundamental de la física que se enseña a todos los estudiantes de secundaria.
"Es extraordinario demostrar que una ley tan básica sigue siendo válida incluso cuando se construye un cable a partir de los componentes fundamentales de la naturaleza:los átomos, "dice Weber.
El descubrimiento demuestra que las interconexiones eléctricas en silicio pueden reducirse a dimensiones atómicas sin pérdida de funcionalidad. dice el Director del Centro y líder de la investigación, Profesora Michelle Simmons.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur ha creado cables de solo un átomo de altura insertando una cadena de átomos de fósforo en un cristal de silicio. Universidad de Melbourne y Universidad de Purdue. Esta imagen de una simulación computacional de los cables muestra la densidad de electrones a medida que los electrones fluyen de izquierda a derecha. Los cables son 20 veces más pequeños que los cables más pequeños disponibles ahora y miden solo cuatro átomos de ancho por un átomo de fósforo de alto. Crédito:Universidad Purdue / Sunhee Lee, Hoon Ryu y Gerhard Klimeck
"Impulsado por la industria de los semiconductores, Los componentes del chip de computadora se reducen continuamente de tamaño, lo que permite computadoras cada vez más pequeñas y potentes, "Dice Simmons.
"Durante los últimos 50 años, este paradigma ha establecido a la industria de la microelectrónica como uno de los impulsores clave del crecimiento económico global. Un enfoque principal del Centro de Excelencia en UNSW es llevar esta tecnología al siguiente nivel para desarrollar una tecnología cuántica basada en silicio. computadora, donde los átomos individuales sirven como unidades individuales de cálculo, " ella dice.
"Todo se reducirá al cable. Estamos en el umbral de hacer transistores a partir de átomos individuales. Pero para construir una computadora cuántica práctica, hemos reconocido que el cableado y los circuitos de interconexión también deben reducirse a la escala atómica".
La creación de componentes tan diminutos ha sido posible mediante una técnica llamada microscopía de túnel de barrido. "Esta técnica no solo nos permite obtener imágenes de átomos individuales, sino también manipularlos y colocarlos en su posición, "dice Weber.