Investigadores del ICN2 Oxide Nanoelectronics Group, en la Universitat Autònoma de Barcelona, lideraron un trabajo internacional, publicado por Nanotecnología de la naturaleza , que ha producido el primer sistema microelectromecánico flexoeléctrico MEMS integrado del mundo sobre silicio.
La revolución de la información es sinónimo de la búsqueda tradicional de empacar más chips y aumentar el poder de cómputo. Esta búsqueda está representada por la famosa "Ley de Moore", que predice que el número de transistores por chip se duplica cada dos años y se ha mantenido verdaderodurante un tiempo notablemente largo. Sin embargo, a medida que la ley de Moore se acerca a su límite, una búsqueda paralela se está volviendo cada vez más importante. Esta última búsqueda recibe el apodo de "más que Moore", y tiene como objetivo agregar nuevas funcionalidades no solo transistoresdentro de cada chip mediante la integración de materiales inteligentes en la parte superior de la base de silicio omnipresente y todavía indispensable.
Entre estos denominados materiales inteligentes, los piezoeléctricos destacan por su capacidad para convertir una deformación mecánica en voltaje que se puede utilizar para recolectar energía para alimentar la batería o, por el contrario, generar una deformación cuando se les aplica un voltajeque puede usarse, por ejemplo, en ventiladores piezoeléctricos para enfriar el circuito. Sin embargo, la integración de la piezoelectricidad con la tecnología de silicio es extremadamente desafiante. La gama de materiales piezoeléctricos para elegir es limitada, y los mejores piezoeléctricos son todoslos materiales ferroeléctricos a base de plomo, y su toxicidad plantea serias preocupaciones. Además, sus propiedades piezoeléctricas dependen en gran medida de la temperatura, lo que dificulta su implementación en el ambiente cálido de un procesador de computadora típico, cuya temperatura de unión puede alcanzar hasta 150 grados Celsius.
Sin embargo, existe otra forma de acoplamiento electromecánico que permite que un material se polarice en respuesta a un momento de flexión mecánica y, por el contrario, se doble en respuesta a un campo eléctrico. Esta propiedad se llama "flexoelectricidad", y aunquese conoce desde hace casi medio siglo, se ha ignorado en gran medida porque es un efecto relativamente débil de poca importancia práctica en la macroescala. Sin embargo, en la nanoescala la flexoelectricidad puede ser tan grande o mayor que la piezoelectricidad; esto es fácil de entendersi consideramos que doblar algo grueso es muy difícil, pero doblar algo delgado es muy fácil. Además, la flexoelectricidad ofrece muchas propiedades deseables: es una propiedad universal de todos los dieléctricos, lo que significa que uno no necesita usar materiales tóxicos a base de plomo, yla flexoelectricidad es más lineal e independiente de la temperatura que la piezoelectricidad de una ferroeléctrica.
Investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología ICN2, un centro de investigación galardonado como Centro de Excelencia Severo Ochoa y ubicado en el Campus de la Universitat Autònoma de Barcelona UAB, en colaboración con la Universidad de Cornell EE. UU. YLa Universidad de Twente Países Bajos, ahora ha logrado producir el primer sistema microelectromecánico flexoeléctrico MEMS integrado del mundo sobre silicio. Han encontrado que, a nanoescala, se mantienen los atributos deseables de la flexoelectricidad, mientras que la figura del mérito flexióncurvatura dividida por el campo eléctrico aplicado de su primer prototipo ya es comparable a la de los voladizos bimorfos piezoeléctricos de última generación.Además, la universalidad de la flexoelectricidad implica que todos los materiales dieléctricos de alta k utilizados actualmente en la tecnología de transistores también deben ser flexoeléctricos,proporcionando así una ruta elegante para integrar funcionalidades electromecánicas "inteligentes" dentro de alrTecnología de transistores existente.
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Materiales proporcionado por Universitat Autònoma de Barcelona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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