{"id":26249,"date":"2024-11-06T04:04:23","date_gmt":"2024-11-06T04:04:23","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=26249"},"modified":"2024-11-06T04:04:23","modified_gmt":"2024-11-06T04:04:23","slug":"el-mit-desarrolla-un-transistor-tridimensional-para-fabricar-una-electronica-mas-eficiente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=26249","title":{"rendered":"El MIT desarrolla un transistor tridimensional para fabricar una electr\u00f3nica m\u00e1s eficiente"},"content":{"rendered":"
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Los transistores de silicio, que se utilizan para amplificar y conmutar se\u00f1ales, son un componente fundamental en la mayor\u00eda de los dispositivos electr\u00f3nicos. Sin embargo, esta tecnolog\u00eda de semiconductores de silicio se frena por un l\u00edmite f\u00edsico, conocido como \u2018tiran\u00eda de Boltzmann\u2019, que impide que los transistores funcionen por debajo de un determinado voltaje. El Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachussets (MIT<\/a>) ha fabricado un tipo diferente de transistor tridimensional utilizando un conjunto \u00fanico de materiales semiconductores ultrafinos.<\/p>\n

\"Transistor
Los transistores 3D a nanoescala fabricados con materiales semiconductores ultradelgados pueden funcionar de manera m\u00e1s eficiente que los dispositivos basados \u200b\u200ben silicio, aprovechando las propiedades mec\u00e1nicas cu\u00e1nticas.<\/figcaption><\/figure>\n

En los dispositivos electr\u00f3nicos, los transistores de silicio suelen funcionar como interruptores. Al aplicar un voltaje al transistor, los electrones se mueven a trav\u00e9s de una barrera de energ\u00eda de un lado al otro, lo que hace que el transistor pase de apagado a encendido. Al conmutar, los transistores representan d\u00edgitos binarios para realizar c\u00e1lculos.<\/p>\n

La pendiente de conmutaci\u00f3n de un transistor refleja la nitidez de la transici\u00f3n de apagado a encendido. Cuanto m\u00e1s pronunciada sea la pendiente, menos voltaje se necesita para encender el transistor y mayor ser\u00e1 su eficiencia energ\u00e9tica. Pero debido a la forma en que los electrones se mueven a trav\u00e9s de una barrera de energ\u00eda, la tiran\u00eda de Boltzmann requiere un cierto voltaje m\u00ednimo para conmutar el transistor a temperatura ambiente.<\/p>\n

Para superar el l\u00edmite f\u00edsico del silicio, los investigadores del MIT utilizaron un conjunto diferente de materiales semiconductores (antimonuro de galio y arseniuro de indio) y dise\u00f1aron sus dispositivos para aprovechar un fen\u00f3meno \u00fanico en la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica llamado efecto t\u00fanel cu\u00e1ntico, que es la capacidad de los electrones de atravesar barreras. Los investigadores fabricaron transistores de efecto t\u00fanel que aprovechan esta propiedad para alentar a los electrones a atravesar la barrera energ\u00e9tica en lugar de atravesarla.<\/p>\n

Estructuras tridimensionales<\/h2>\n

Gracias a las herramientas de MIT.nano, los ingenieros pudieron controlar cuidadosamente la geometr\u00eda 3D de sus transistores, creando heteroestructuras de nanocables verticales con un di\u00e1metro de tan solo 6 nan\u00f3metros.<\/p>\n

Esta ingenier\u00eda tan precisa permiti\u00f3 lograr una pendiente de conmutaci\u00f3n pronunciada y una corriente elevada simult\u00e1neamente, lo que es posible gracias a un fen\u00f3meno llamado confinamiento cu\u00e1ntico. El confinamiento cu\u00e1ntico se produce cuando un electr\u00f3n queda confinado en un espacio tan peque\u00f1o que no puede moverse. Cuando esto sucede, la masa efectiva del electr\u00f3n y las propiedades del material cambian, lo que permite que el electr\u00f3n se convierta en un t\u00fanel m\u00e1s fuerte a trav\u00e9s de una barrera.<\/p>\n

Debido a que los transistores son tan peque\u00f1os, los investigadores pueden dise\u00f1ar un efecto de confinamiento cu\u00e1ntico muy fuerte y al mismo tiempo fabricar una barrera extremadamente delgada.<\/p>\n

Cuando los investigadores probaron sus dispositivos, la agudeza de la pendiente de conmutaci\u00f3n estaba por debajo del l\u00edmite fundamental que se puede lograr con transistores de silicio convencionales. Sus dispositivos tambi\u00e9n funcionaron aproximadamente 20 veces mejor que los transistores de tunelizaci\u00f3n similares.<\/p>\n

Los investigadores se esfuerzan ahora por mejorar sus m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n para que los transistores sean m\u00e1s uniformes en todo el chip. Con dispositivos tan peque\u00f1os, incluso una variaci\u00f3n de un nan\u00f3metro puede cambiar el comportamiento de los electrones y afectar el funcionamiento del dispositivo. Tambi\u00e9n est\u00e1n explorando estructuras verticales en forma de aletas, adem\u00e1s de transistores de nanocables verticales, que podr\u00edan mejorar potencialmente la uniformidad de los dispositivos en un chip.<\/p>\n

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