Récord de movilidad del portador de carga en un transistor

El nuevo diseño para un transistor del tipo P, un componente básico de la electrónica actual, consigue la mayor movilidad de portadores de carga medida hasta ahora.

Casi todos los chips usan dos tipos de transistores: uno al que se llama de tipo P, por positivo, y otro al que se denomina de tipo N, por negativo. Para mejorar el funcionamiento del chip en su conjunto se requieren mejoras paralelas en ambos tipos de transistores.

Unos investigadores de los Laboratorios de Tecnología en Microsistemas (MTL, por sus siglas en inglés), del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), en Cambridge, Estados Unidos, han presentado un transistor del tipo P con la mayor movilidad medida hasta el momento para los portadores de carga. Gracias a esta gran movilidad, el dispositivo es el doble de rápido que los mejores transistores experimentales anteriores del tipo P, y casi cuatro veces más rápido que los mejores transistores del tipo P disponibles en el mercado.

La movilidad del portador de carga es una característica que se refiere a cuan rápidamente se mueven los portadores de carga, ya sean positivos o negativos, en presencia de un campo eléctrico. Una mayor movilidad puede permitir una mayor velocidad de conmutación del transistor con el mismo voltaje, o la misma velocidad de conmutación para un voltaje más bajo.


En esta imagen de transistor experimental, el azul representa áreas de "presión", donde los átomos de germanio han sido agrupados mucho más cerca unos de otros de lo que estarían si el grado de congregación fuese el que les resulta "confortable". Una de las razones del récord mundial logrado con el nuevo transistor es que la presión se ha relajado en dirección lateral. (Foto: Winston Chern, Pouya Hashemi y James Teherani)

Como otros transistores experimentales de alto rendimiento, el nuevo dispositivo consigue su velocidad gracias al uso de un material diferente del silicio, en este caso, el germanio. Ya se usan aleaciones de germanio en chips comerciales, de modo que los nuevos transistores de germanio probablemente resulten más fáciles de integrar en los procesos industriales ya existentes para fabricación de chips, que los transistores hechos de materiales más exóticos.

El nuevo tipo de transistor, desarrollado por el equipo de Judy Hoyt, Winston Chern, James T. Teherani, Pouya Hashemi y Dimitri Antoniadis, también cuenta con un diseño especial de tres puertas, que podría resolver algunos de los problemas que asedian a los circuitos integrados muy miniaturizados. Por todas estas razones el nuevo dispositivo abre nuevas y prometedoras perspectivas de progreso tecnológico para la industria del microchip, un progreso que podría ayudar a seguir materializando los rápidos incrementos de la capacidad de computación predichos por la Ley de Moore, según la cual los circuitos de ordenador duplicarán su potencia cada dos años. La ley se ha cumplido durante bastante tiempo, pero los límites físicos directos o indirectos de la miniaturización están frenando de manera crítica esa tendencia.

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