Los científicos han agregado una herramienta crucial al conjunto de herramientas de fabricación a escala atómica con importantes implicaciones para el mundo actual impulsado por los datos (intensivo en carbono), según una nueva investigación de la Universidad de Alberta en Canadá.

"Las computadoras de hoy están contribuyendo con una gigatonelada de emisiones de carbono a la atmósfera, y podemos eliminar eso mejorando las partes más consumidoras de energía de las computadoras convencionales con nuestros circuitos de escala atómica, "dijo Robert Wolkow, profesor en el Departamento de Física de la Universidad de Alberta, Oficial Principal de Investigación en el Centro de Investigación de Nanotecnología del Consejo Nacional de Investigación de Canadá, y director técnico de Quantum Silicon Inc, una empresa derivada que lleva la tecnología al mercado. "Esta nueva herramienta habilita mejor un tipo de computadora híbrida ultraeficiente para el entrenamiento de redes neuronales para la inteligencia artificial".

El último hallazgo acelera el proceso de fabricación a escala atómica, aprovechando un fenómeno físico natural. Las moléculas de hidrógeno buscan y reparan automáticamente errores en los circuitos de escala atómica y pueden usarse para mejorar significativamente las velocidades de reescritura del almacenamiento de datos atómicos. Este trabajo se basa en la dedicación de décadas del grupo de investigación de Wolkow para darse cuenta del potencial de la fabricación a escala atómica, algo que ha pasado de ser un sueño idealista a una realidad cada vez más probable en los próximos años.

"Tomará un par de años, pero existe un camino real hacia los dispositivos a escala atómica que tendrá un gran impacto en nuestro mundo, "dijo Roshan Achal, autor principal del nuevo descubrimiento, actualmente completando su Ph.D. con Wolkow. "Y ahora tenemos esta aplicación mejor y más rápida de memoria atómica, que solo continuará mejorando con el tiempo ".

Achal explicó que el proceso técnico de mover moléculas de hidrógeno a nivel atómico aumenta en eficiencia a medida que los circuitos electrónicos y las memorias aumentan de tamaño. lo que se traduce en una producción en masa más sencilla de electrónica de bajo consumo con más memoria y un funcionamiento más rápido.

Consideraciones para el carbono

Los hallazgos presentan aplicaciones potenciales desde discos duros más pequeños hasta centros de datos más eficientes, una necesidad y una nueva realidad para nuestro mundo preocupado por el clima impulsado por los datos.

Wolkow y Achal son dos de las mentes detrás de los recientes e innovadores descubrimientos del grupo, que incluyen la creación del almacenamiento de memoria más alto demostrado y el primer circuito atómico de silicio. El grupo ha ido perfeccionando sus técnicas rápida y silenciosamente, que solía ser lento pero suficiente para aplicaciones en laboratorios científicos. Estos desarrollos recientes han acelerado el proceso 1000 veces, lo que lo hace más práctico para aplicaciones escalables en el mundo real.

Una derivación inesperada de su descubrimiento relacionado con el hidrógeno es la capacidad de detectar otras moléculas, presentando el potencial de detección química dentro de sus circuitos a escala atómica, útil por ejemplo en la detección de alcohol, THC, y moléculas que se encuentran en explosivos.

"Ahora se puede detectar eléctricamente una sola molécula que aterriza en una superficie, "dijo Wolkow." Es como si una bombilla se enciende cuando esto sucede. Estás detectando el evento más pequeño y delicado. Es hermoso y muy útil. Es apto para la incorporación de sensores en todo, desde su teléfono hasta dispositivos de diagnóstico en el consultorio del médico ".

Para Achal, esta última publicación sirve como el remate perfecto a su tesis, que está terminando el próximo mes. "Este nuevo artículo es la culminación de lo que veo como la última pieza de lo que necesitaba nuestro conjunto de herramientas de fabricación a escala atómica. Ahora realmente podemos empezar a trabajar en la fabricación de estos circuitos y pasar a una demostración a gran escala".

El papel, "Detectar y dirigir eventos de unión de una sola molécula en H-Si (100) con aplicación al almacenamiento de datos ultradenso" aparece en la edición del 27 de noviembre de la revista revisada por pares. ACS Nano .