Computación
Hacia un aumento espectacular en la frecuencia de reloj de las CPUs gracias al grafeno
Unos científicos han desarrollado un nuevo tipo de transistor basado en el grafeno, y usando técnicas de modelado han demostrado que tiene un consumo ultrabajo, comparado con el de otros dispositivos semejantes.
El trabajo es obra del equipo de Dmitry Svintsov, del Instituto de Física y Tecnología en Moscú (MIPT), Rusia.
Pero lo verdaderamente importante de este avance no es el ahorro de energía. Lo importante es que a menor energía, los componentes electrónicos se calientan menos, y eso significa que se les puede hacer operar a una frecuencia de reloj más alta, no un gigahercio, sino 10, por ejemplo, o incluso 100, o sea un incremento de eficiencia de hasta dos órdenes de magnitud.
Construir transistores que sean capaces de conmutar bajo voltajes bajos (menos de 0,5 voltios) es uno de los grandes retos de la electrónica moderna. Una clase de transistores con efecto túnel son los candidatos más prometedores para resolver el problema. A diferencia de los transistores convencionales, donde los electrones “saltan” a través de la barrera de energía, en los transistores de efecto túnel los electrones se “filtran” a través de la barrera debido al efecto de túnel cuántico. Sin embargo, en la mayoría de semiconductores la corriente del efecto túnel es muy pequeña y eso evita que en circuitos para uso práctico se utilicen los transistores que están basados en ese fenómeno.
El equipo internacional de Svintsov propuso un nuevo diseño para un transistor de túnel basado en grafeno bicapa, y usando técnicas de modelado, ha demostrado que este material es una plataforma ideal para la electrónica de bajo voltaje.
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Espectro electrónico y dependencia de la energía. (Foto: autores del estudio)
El grafeno, que fue creado por Sir Andre Geim y Sir Konstantin Novoselov, antiguos alumnos del MIPT, es una lámina de carbono de un átomo de grosor. Las propiedades del grafeno, incluyendo las electrónicas, son radicalmente diferentes a las del carbono tridimensional.
El grafeno bicapa consiste en dos láminas de grafeno que están unidas entre sí con enlaces covalentes ordinarios. Debido a la estructura única de sus bandas electrónicas, es un material altamente prometedor para conmutadores de efecto túnel de bajo voltaje.
