Una vía hacia transistores más rápidos

En los años ochenta y noventa, la competencia entre empresas en la industria de los ordenadores era sobre todo para lograr la mayor velocidad del procesador, medida primera en megahercios y finalmente en gigahercios. Pero esas velocidades, al menos para la gran mayoría de usuarios, están estancadas a efectos prácticos desde hace casi 10 años. El principal problema es que cuando los chips funcionan más rápido, también se calientan más; y con la tecnología existente no parece haber ninguna forma de aumentar la velocidad del procesador sin provocar que los chips se sobrecalienten demasiado.

Un equipo de investigadores del MIT en Estados Unidos y la Universidad de Augsburgo en Alemania ha descubierto un nuevo fenómeno físico que podría resultar en la fabricación de transistores con capacitancia muy mejorada. La capacitancia es una medida del voltaje necesario para mover una carga. Esta mejora, a su vez, podría hacer que se reanudase esa carrera de velocidad entre los procesadores.

Si se logra un chip capaz de las mismas funciones básicas que los actuales pero que necesite menos voltaje a igual velocidad de procesamiento, esa disminución de voltaje acarreará una reducción drástica del calor generado, abriendo de nuevo el camino a velocidades de procesador más rápidas.

El aluminato de lantano y el titanato de estroncio podrían ser la clave para conseguir ese chip, aunque a primera vista no parezcan adecuados.

En condiciones normales, tanto el aluminato de lantano como el titanato de estroncio son excelentes aislantes, por lo que no conducen la corriente eléctrica.

Raymond Ashoori y Lu Li, ambos del MIT, junto con Christoph Richter, Stefan Paetel, Thilo Kopp y Jochen Mannhart de la Universidad de Augsburgo, investigaron el raro sistema físico que se establece cuando el aluminato de lantano se agrega en las condiciones adecuadas encima del titanato de estroncio.

El aluminato de lantano consta de capas alternas de óxido de lantano y de óxido de aluminio. Las capas basadas en el lantano tienen una carga ligeramente positiva y las basadas en el aluminio tienen una carga ligeramente negativa. El resultado es una serie de campos eléctricos que se suman todos en la misma dirección, creando un potencial eléctrico entre la parte superior y la inferior del material.


Al experimentar con el raro sistema físico que se establece al agregar del modo adecuado el aluminato de lantano sobre el titanato de estroncio, los investigadores quedaron asombrados por lo que encontraron. Un cambio ínfimo en el voltaje producía que una gran cantidad de carga entrara en el canal entre los dos materiales. Y el fenómeno ocurre a temperatura ambiente.

De hecho, la capacitancia del material es tan alta que los investigadores no creen que pueda ser explicada por la física existente. "Podría ser un nuevo efecto de la mecánica cuántica o de alguna otra física desconocida del material", explica Ashoori.