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Los transistores One Atom Thin Silicon están aquí

Hola, un placer verte por aquí. En el teclado Simón Sánchez y esta vez vamos a hablar sobre Los transistores One Atom Thin Silicon están aquí

Pase al grafeno, hay un nuevo material maravilloso en 2D que está siendo aclamado como un posible extensor de la ley de Moore llamado silicina. Este cristal de silicio bidimensional de un átomo de espesor podría ser el último habilitador de la miniaturización, preparando el escenario para las generaciones futuras de microchips más rápidos y de mayor eficiencia energética.

Un primo del grafeno, la silicona está formada por una sola capa de átomos dispuestos en un panal, pero donde el grafeno está basado en carbono, la silicona está formada por átomos de silicio. Por lo tanto, ofrece un camino más fácil de integración para una industria de microelectrónica ya dominada por el silicio.

Los transistores tradicionales basados ​​en silicio pueden tener un grosor de aproximadamente 5 átomos antes de volverse impredecibles y perder rendimiento, la invención de un transistor de silicio lleva esta limitación a un solo átomo. Y en informática, más pequeño significa más rápido.

Silicine ha tenido un viaje bastante extraordinario. Teorizado por primera vez en 1994, no fue hasta 2010 que los investigadores comenzaron a avanzar en el desarrollo del análogo de silicio al grafeno. Dos años después, varios equipos de todo el mundo han logrado de forma independiente crear silicina en el laboratorio.

Ahora los investigadores de la Escuela de Ingeniería Cockrell de la Universidad de Texas en Austin revelador detalles del primer transistor de silicona, una característica crucial para las operaciones lógicas.

Los dispositivos fueron desarrollados por Deji Akinwande, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Escuela Cockrell, y su equipo, que incluye al investigador principal Li Tao. Su demostración de que la silicina se puede transformar en transistores es un gran paso adelante en la búsqueda de materiales CMOS alternativos.

«Nadie podría haber esperado que en tan poco tiempo, algo que no existía pudiera crear un transistor», Él dice Guy Le Lay, científico de materiales de la Universidad de Aix-Marsella en Francia, fue uno de los primeros científicos en crear silicina.

A pesar de su promesa, existen importantes desafíos asociados con el siliceno, como su inestabilidad cuando se expone al aire.

Para reducir la exposición al aire, los investigadores formaron una hoja de siliceno permitiendo que un vapor caliente de átomos de silicio se condensara en un bloque cristalino de plata dentro de una cámara de vacío, luego agregaron una capa de alúmina. espesor de 5 nanómetros arriba. Así protegido, el equipo pudo separarlo con seguridad de su base y transferirlo a un sustrato de silicio oxidado. Al raspar parte de la plata, el equipo descubrió dos islas de metal (que actúan como electrodos) con una tira de silicona entre ellas.

La silicina expuesta todavía se degrada en unos dos minutos, pero esa ventana de tiempo fue suficiente para medir sus propiedades. Si bien sus electrones eran «lentos» en relación con el grafeno, la estructura deformada de la silicona le da una banda prohibida sintonizable, de la que carece el grafeno, al ser plano. Dado que los huecos de banda son lo que les da a los semiconductores la capacidad de encender y apagar corrientes, son la base de los transistores.

La técnica también se muestra prometedora para otros materiales delgados como papel y sensibles al aire, pero su naturaleza de sílice convierte a la silicona en un competidor serio para la adopción comercial.

«Además de presentar un nuevo jugador en el campo de los materiales 2-D, el silicene, con su afinidad química cercana al silicio, sugiere una oportunidad en la hoja de ruta de la industria de los semiconductores», dijo Akinwande. «El gran avance aquí es la fabricación eficiente a baja temperatura y la fabricación de dispositivos de silicona por primera vez».

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