La transmisi\u00f3n de se\u00f1al m\u00e1s r\u00e1pida te\u00f3ricamente posible mediante microchips es un petahertz, o un mill\u00f3n de gigahertz. Para ponerlo en perspectiva, eso es 100 000 veces m\u00e1s r\u00e1pido que los transistores m\u00e1s avanzados de la actualidad. Esas son buenas noticias para la Ley de Moore, lo que sugiere que todav\u00eda hay mucho espacio para el progreso en el futuro, aunque no est\u00e1 claro si este l\u00edmite de velocidad se podr\u00e1 alcanzar.<\/p>\n\n\n\n
C\u00f3mo se ver\u00e1n los microchips m\u00e1s r\u00e1pidos dentro de un siglo El otro enfoque es acelerar las se\u00f1ales de conmutaci\u00f3n de los transistores. Un transistor es un dispositivo semiconductor que puede abrir o cerrar un circuito, similar a c\u00f3mo una boquilla regula el flujo de agua de las bombas. Cambiar entre los estados abierto y cerrado permite que el transistor transmita informaci\u00f3n digital, y cuanto m\u00e1s r\u00e1pida sea la frecuencia de conmutaci\u00f3n, mejor.<\/p>\n\n\n\n “Cuanto m\u00e1s r\u00e1pido quieras ir, m\u00e1s alta debe ser la se\u00f1al electromagn\u00e9tica, y en alg\u00fan momento entramos en el rango de la frecuencia de la luz, que tambi\u00e9n puede considerarse o usarse como una se\u00f1al electromagn\u00e9tica”, explic\u00f3 Martin Schultze, el autor principal del nuevo estudio y director del Instituto de F\u00edsica Experimental de la Universidad Tecnol\u00f3gica de Graz en Austria.<\/p>\n\n\n\n Sin embargo, el uso de luz de alta frecuencia para lograr una transmisi\u00f3n de datos m\u00e1s r\u00e1pida presenta sus propios desaf\u00edos. Cuando la luz golpea un material semiconductor, la energ\u00eda de los fotones excita los electrones de la banda de valencia (donde normalmente residen los electrones), cambiando temporalmente el estado del material de aislante a conductor. Sin embargo, el umbral de energ\u00eda de excitaci\u00f3n de la mayor\u00eda de los semiconductores necesarios para lograr este efecto es impr\u00e1cticamente bajo.<\/p>\n\n\n\n Esta limitaci\u00f3n se puede superar mediante el uso de materiales diel\u00e9ctricos, como el vidrio o la cer\u00e1mica, que requieren mucha m\u00e1s energ\u00eda para ser excitados en comparaci\u00f3n con los semiconductores. M\u00e1s energ\u00eda es mejor porque m\u00e1s energ\u00eda luminosa implica una transmisi\u00f3n de datos m\u00e1s r\u00e1pida. El \u00fanico problema es que los materiales diel\u00e9ctricos suelen ser quebradizos y se rompen cuando se les aplica un campo electromagn\u00e9tico.<\/p>\n\n\n\n Para su experimento, los investigadores de Graz utilizaron fluoruro de litio, un tipo especial de material diel\u00e9ctrico que tiene la banda prohibida m\u00e1s grande de todos los materiales conocidos: esta es la distancia entre la banda de valencia y la banda de conducci\u00f3n. El material se someti\u00f3 a un pulso l\u00e1ser ultracorto con frecuencias ultravioleta. La alta energ\u00eda del l\u00e1ser convirti\u00f3 brevemente el fluoruro de litio en un conductor el\u00e9ctrico.<\/p>\n\n\n\n Al analizar las mediciones de los pulsos de l\u00e1ser, los investigadores concluyeron cu\u00e1nto tiempo se debe esperar hasta que el material pueda exponerse a la siguiente se\u00f1al, b\u00e1sicamente, su velocidad de conmutaci\u00f3n m\u00e1xima. As\u00ed es como aprendieron que un petahercio es el l\u00edmite superior absoluto para un transistor controlado por optoelectr\u00f3nicos, aunque los propios f\u00edsicos no est\u00e1n seguros de que la tecnolog\u00eda alguna vez se acerque a este l\u00edmite para aplicaciones pr\u00e1cticas.<\/p>\n\n\n\n Los hallazgos aparecieron en la revista Nature Communications<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Los ingenieros en microelectr\u00f3nica suelen tener dos caminos de dise\u00f1o principales que pueden tomar para hacer que las computadoras procesen la informaci\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pido. Una es hacer transistores lo m\u00e1s peque\u00f1os posible y meterlos en un circuito integrado. La ventaja que esto trae es que la distancia entre el transistor es m\u00ednima, por lo que la se\u00f1al el\u00e9ctrica que se transmite de un lado a otro tarda menos tiempo en completarse. Te\u00f3ricamente, puedes miniaturizar transistores hasta alcanzar el tama\u00f1o de un \u00e1tomo. Un circuito integrado no puede ser f\u00edsicamente m\u00e1s peque\u00f1o que esto.<\/p>\n\n\n\n