Un proyecto de investigación europeo ha dado un paso importante hacia una mayor miniaturización de la nanoelectrónica, utilizando un nuevo material muy prometedor llamado silicene. Su objetivo:hacer que los dispositivos del futuro sean mucho más potentes y energéticamente eficientes.

Silicene, un nuevo material semiconductor que combina las propiedades del silicio y el grafeno, es uno de los candidatos más prometedores para la fabricación de circuitos electrónicos aún más pequeños para futuros dispositivos inteligentes.

“Actualmente, la electrónica está incrustada en muchas capas de átomos de silicio. Si se pueden fabricar en una sola capa, se pueden reducir a tamaños mucho más pequeños y podemos reducir las fugas de energía, al mismo tiempo, hace que los dispositivos sean más potentes y eficientes energéticamente, 'explicó el Dr. Athanasios Dimoulas, coordinador del proyecto 2D-NANOLATTICES de la UE.

El grafeno es una sustancia interesante porque se encuentra en una sola capa de átomos, pero no tiene la "brecha de energía" necesaria para ser un material semiconductor. Silicene, una forma 2D de silicio, trae sus propiedades de semiconductores al mundo de los materiales 2D. El problema con el siliceno, sin embargo, se modifica en contacto con otras sustancias como los metales.

Electrónica 100 veces más pequeña

Condensar la electrónica en una sola capa de siliceno y retener el rendimiento electrónico ha demostrado ser una tarea difícil para los investigadores, hasta ahora. El proyecto 2D-NANOLATTICES ha logrado una innovación significativa en todo el mundo al hacer un transistor de efecto de campo (FET) del material para operar a temperatura ambiente.

Los FET son un componente de conmutación clave en los circuitos electrónicos. Incrustarlo en una sola capa de átomos de silicio (en estructura de silicio), luego transfiriendo la capa, cultivado en un sustrato de plata, a uno hecho de una sustancia más neutra, dióxido de silicio, es un éxito considerable. 'Las pruebas demostraron que el rendimiento del silicene es muy, muy bueno en el sustrato no metálico, '', dijo entusiasmado el Dr. Dimoulas, de Demokritos, Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Grecia.

“El hecho de que tengamos este transistor hecho de una sola capa de material como el silicio no se ha hecho antes y esto es realmente algo que puede describirse como un gran avance. Sobre la base de este logro, Podría ser posible hacer transistores hasta 100 veces más pequeños en la dirección vertical, ', Agregó el Dr. Dimoulas.

Viendo el potencial

Ahora que el transistor se ha reducido verticalmente en solo una capa 2D de átomos, las dimensiones se pueden reducir lateralmente, también, lo que significa que la misma área en un chip podría albergar hasta 25 veces más componentes electrónicos, El Dr. Dimoulas calculó.

Adicionalmente, el uso de un solo, canal estrecho para conducir la corriente eléctrica reduce las fugas de energía, un problema que ha estado preocupando a la industria de los semiconductores durante algún tiempo:cómo hacer que los dispositivos sean aún más pequeños sin que los dispositivos se sobrecalienten en forma de fugas de energía.

Esta es una buena noticia para los fabricantes de chips, a medida que la carrera para producir la próxima ola de tecnologías de comunicaciones se intensifica con la llegada de las redes móviles 5G.