Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han diseñado lo que actualmente es la pieza de tecnología más pequeña y delgada jamás vista, con un grosor de solo dos átomos. La nueva invención utiliza un túnel de electrones de mecánica cuántica, que permite que la información viaje a través de la película delgada y es capaz de almacenar información eléctrica, lo que la hace potencialmente aplicable a todo tipo de dispositivos electrónicos.
Moshe Ben Shalom, quien participó en el proyecto, dijo que la investigación comenzó con la curiosidad del equipo sobre el comportamiento de átomos y electrones en materiales sólidos, lo que ha generado la tecnología utilizada por muchos dispositivos modernos. Intentaron “predecir y controlar” las propiedades de estas partículas, agregó en un comunicado.
“Nuestra investigación surge de la curiosidad sobre el comportamiento de átomos y electrones en materiales sólidos, lo que ha generado muchas de las tecnologías que respaldan nuestro estilo de vida moderno”, dice el Dr. Ben Shalom. “Nosotros (y muchos otros científicos) intentamos comprender, predecir e incluso controlar las fascinantes propiedades de estas partículas a medida que se condensan en una estructura ordenada que llamamos cristal. En el corazón de la computadora, por ejemplo, se encuentra un diminuto dispositivo cristalino diseñado para cambiar entre dos estados que indican diferentes respuestas: “sí” o “no”, “arriba” o “abajo”, etc. Sin esta dicotomía, no es posible para codificar y procesar información. El desafío práctico es encontrar un mecanismo que permita la conmutación en un dispositivo pequeño, rápido y económico.
Los dispositivos modernos tienen pequeños cristales con un millón de átomos (cien átomos de altura, ancho y grosor). Este nuevo desarrollo significa que los cristales se pueden reducir a solo dos átomos de espesor, lo que permite que la información fluya con mayor velocidad y eficiencia, lo que, si se puede lograr un rendimiento igual o comparable, haría que los dispositivos sean mucho más eficientes.
Para el estudio, los investigadores utilizaron un material bidimensional: capas de boro y nitrógeno de un átomo de espesor, dispuestas en una estructura hexagonal repetitiva, inspirándose en el grafeno. Podrían romper la simetría de este cristal ensamblando artificialmente dos de esas capas “a pesar de la fuerte fuerza repulsiva entre ellas” debido a sus cargas idénticas, explicó el Dr. Shalom.
“En su estado tridimensional natural, este material está formado por una gran cantidad de capas colocadas una encima de la otra, con cada capa rotada 180 grados con respecto a sus vecinas (configuración antiparalela)”, dijo el Dr. Shalom en un comunicado. “En el laboratorio, pudimos apilar artificialmente las capas en una configuración paralela sin rotación”.
Maayan Wizner Stern, estudiante de doctorado que dirigió el estudio, dijo que la tecnología podría tener otras aplicaciones más allá del almacenamiento de información, incluidos detectores, almacenamiento y conversión de energía e interacción con la luz. Ella espera que la miniaturización y el deslizamiento mejoren los dispositivos electrónicos de hoy y permitan nuevas formas de controlar la información en los dispositivos del futuro.
La nueva tecnología propone una forma de almacenar información eléctrica en la unidad más delgada conocida por la ciencia, en uno de los materiales más estables e inertes de la naturaleza, dijeron los investigadores. El túnel de electrones de la mecánica cuántica a través de la película atómicamente delgada podría impulsar el proceso de lectura de información mucho más allá de las tecnologías actuales.
Los investigadores también esperan que el mismo enfoque funcione con varios cristales, lo que podría ofrecer propiedades aún más deseables. Wizner Stern concluye:
“Esperamos los mismos comportamientos en muchos cristales en capas con las propiedades de simetría adecuadas. El concepto de deslizamiento entre capas como una forma original y eficiente de controlar dispositivos electrónicos avanzados es muy prometedor y lo hemos llamado Slide-Tronics”.
Fuente: ZME Science.
