Un nuevo dispositivo de transistores ha demostrado niveles excepcionales de resistencia en las pruebas, y ha funcionado tan bien que promete transformar los aparatos electrónicos y los dispositivos que utilizamos a diario. Estos diminutos interruptores son esenciales en casi todos los dispositivos electrónicos modernos, ya que se utilizan para almacenar datos y procesar información en un estado binario de “encendido” o “apagado”, que cambia de un estado a otro varias veces por segundo.
Gracias a su notable combinación de velocidad, tamaño y resistencia al desgaste, este último diseño representa potencialmente una gran mejora para los dispositivos de consumo, como los teléfonos y los ordenadores portátiles, así como para los centros de datos que almacenan toda nuestra información en la nube. Nuestras máquinas y sistemas podrían volverse significativamente más rápidos y eficientes, así como más robustos, según el equipo internacional de investigadores que está detrás del nuevo estudio, si la tecnología se puede ampliar a niveles prácticos.
“En mi laboratorio, nos dedicamos principalmente a la física fundamental”, dice el físico Pablo Jarillo-Herrero del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).
“Este es uno de los primeros ejemplos, y quizás el más dramático, de cómo la ciencia básica ha llevado a algo que podría tener un gran impacto en las aplicaciones”.
El transistor está hecho de un material ferroeléctrico ultrafino de reciente invención (con cargas positivas y negativas en diferentes niveles) basado en nitruro de boro. Se utilizan dos capas del material, que se desplazan ligeramente cuando se aplica electricidad, modificando la configuración de los átomos de boro y nitrógeno.
Este diseño hace que los transistores sean increíblemente rápidos e increíblemente delgados, dos propiedades que pueden marcar una gran diferencia a la hora de hacer que los dispositivos electrónicos sean más compactos y eficientes. Piense en poder incluir más capacidad de almacenamiento y procesamiento en dispositivos mucho más pequeños que consumen mucha menos energía.
Además, el ligero desplazamiento de las capas también cambia las propiedades del material, por lo que el desgaste es mínimo. El transistor es capaz de encenderse y apagarse al menos 100 mil millones de veces sin signos de desgaste, lo que significa que es mucho más duradero que los dispositivos de almacenamiento de memoria flash que se utilizan actualmente.
“Cada vez que se escribe y borra una memoria flash, se produce cierta degradación”, afirma el físico Raymond Ashoori, del MIT.
“Con el tiempo, se desgasta, lo que significa que hay que utilizar métodos muy sofisticados para distribuir dónde se lee y se escribe en el chip”.
Los investigadores que están detrás de la invención admiten que queda mucho camino por recorrer antes de que estos transistores puedan utilizarse en dispositivos reales. Crear un dispositivo en un laboratorio es un buen comienzo, pero se necesitan miles y miles de millones de transistores para la electrónica actual.
Sin embargo, el equipo está entusiasmado con el futuro que puede alcanzar este dispositivo. También podría resultar útil para explorar otros campos de la física, como el uso de la luz en lugar de la electricidad para desencadenar el cambio de capas. Lo que está claro es que nuestra dependencia actual de la tecnología y los dispositivos digitales significa que cualquier innovación en este campo podría tener consecuencias y beneficios de gran alcance que afectarían a la mayoría de las personas del planeta.
“Cuando pienso en toda mi carrera en física, creo que este es el trabajo que, dentro de 10 o 20 años, podría cambiar el mundo”, afirma Ashoori.
La investigación se ha publicado en Science.
Fuente: Science Alert.
