Los electrones que rompen las reglas y se mueven perpendicularmente al campo eléctrico aplicado podrían ser la clave para generar la próxima generación, ordenadores de bajo consumo, han encontrado una colaboración de científicos de la Universidad de Manchester y el Instituto de Tecnología de Massachusetts.

En un artículo de investigación publicado esta semana en Ciencias , la colaboración liderada por el profesor de teoría del MIT Leonid Levitov y el premio Nobel de Manchester Sir Andre Geim informan sobre un material en el que los electrones se mueven en un ángulo controlable a los campos aplicados, similar a los veleros impulsados ​​en diagonal al viento.

El material es grafeno, un alambre de gallinero de carbono de un átomo de espesor, pero con una diferencia. Se transforma a un nuevo estado llamado superrejilla colocándolo encima de nitruro de boro, también conocido como 'grafito blanco', y luego alineando las celosías cristalinas de los dos materiales. En contraste con el grafeno metálico, una superrejilla de grafeno se comporta como un semiconductor.

En grafeno original, los portadores de carga se comportan como neutrinos sin masa que se mueven a la velocidad de la luz y tienen la carga de electrones. Aunque es un excelente director, el grafeno no permite encender y apagar fácilmente la corriente, que está en el corazón de lo que hace un transistor.

Los electrones en las superredes de grafeno son diferentes y se comportan como neutrinos que adquieren una masa notable. Esto da como resultado un nuevo comportamiento relativista de modo que los electrones ahora pueden inclinarse en ángulos grandes a los campos aplicados. El efecto es enorme, como se encuentra en los experimentos Manchester-MIT.

El efecto relativista informado no tiene ningún análogo conocido en la física de partículas y amplía nuestra comprensión de cómo funciona el universo.

Más allá del descubrimiento, el fenómeno observado también puede ayudar a mejorar el rendimiento de la electrónica de grafeno, lo que lo convierte en un digno compañero del silicio.

La investigación sugiere que los transistores hechos de superredes de grafeno deberían consumir menos energía que los transistores semiconductores convencionales porque los portadores de carga se desplazan perpendicularmente al campo eléctrico. lo que resulta en poca disipación de energía.

Los investigadores de Manchester-MIT demuestran el primer transistor de este tipo, lo que abre un espacio para computadoras que consumen menos energía.

El profesor Geim comenta 'Es un efecto bastante fascinante, y llega a un punto muy débil en nuestra comprensión de lo complejo, los llamados materiales topológicos. Es extremadamente raro encontrarse con un fenómeno que une la ciencia de los materiales, partículas fisicas, relatividad y topología '.

El profesor Levitov añade:“Se cree ampliamente que los enfoques no convencionales para el procesamiento de la información son clave para el futuro del hardware de TI. Esta creencia ha sido la fuerza impulsora detrás de una serie de importantes desarrollos recientes, en particular, el desarrollo de la espintrónica. El transistor demostrado destaca la promesa de los sistemas basados ​​en grafeno para formas alternativas de procesamiento de información. '