Con la vista puesta en la próxima generación de dispositivos tecnológicos, un equipo de físicos de la Universidad de Texas en Austin tuvo la primera visión de lo que sucede dentro de un dispositivo semiconductor atómicamente delgado. Al hacerlo, descubrieron que era esencialLa función de computación puede ser posible dentro de un espacio tan pequeño que es efectivamente unidimensional.
En un artículo publicado el 18 de julio en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , los investigadores describen ver el funcionamiento interno detallado de un nuevo tipo de transistor que es bidimensional.
Los transistores actúan como los bloques de construcción para los chips de la computadora, enviando los electrones a los interruptores de encendido y apagado necesarios para el procesamiento de la computadora. Las futuras innovaciones tecnológicas requerirán encontrar una manera de colocar más transistores en los chips de la computadora, por lo que los expertos han comenzado a explorar nuevos materiales semiconductores, incluido unollamado disulfuro de molibdeno MoS 2 .A diferencia de los dispositivos basados en silicio de hoy en día, los transistores hechos del nuevo material permiten la señalización de encendido y apagado en un solo plano plano.
Keji Lai, profesor asistente de física, y un equipo descubrieron que con este nuevo material, la señalización conductora ocurre de manera muy diferente que con el silicio, de una manera que podría promover futuros ahorros de energía en los dispositivos. Piense en los transistores de silicio como bombillas: Todo el dispositivo se enciende o apaga a la vez. Con los transistores 2-D, por el contrario, Lai y el equipo descubrieron que las corrientes eléctricas se mueven de manera más gradual, comenzando primero en los bordes antes de aparecer en el interior.esto sugiere que la misma corriente podría enviarse con menos potencia y en un espacio aún más pequeño, utilizando un borde unidimensional en lugar del plano bidimensional.
"En física, los estados de borde a menudo conllevan muchos fenómenos interesantes, y aquí, son los primeros en encenderse. En el futuro, si podemos diseñar este material con mucho cuidado, entonces estos bordes pueden transportar toda la corriente"Lai dice: "Realmente no necesitamos todo, porque el interior es inútil. Solo tener los bordes funcionando para que funcione la corriente reduciría sustancialmente la pérdida de energía".
Los investigadores han estado trabajando para obtener una visión de lo que sucede dentro de un transistor 2-D durante años para comprender mejor tanto el potencial como las limitaciones de los nuevos materiales. Preparando los transistores 2-D para dispositivos comerciales, como papel finoSe espera que las computadoras y los teléfonos celulares demoren varios años más. Lai dice que los científicos necesitan más información sobre lo que interfiere con el rendimiento de los dispositivos hechos con los nuevos materiales
"Estos transistores son perfectamente bidimensionales", dice Lai. "Eso significa que no tienen algunos de los defectos que ocurren en un dispositivo de silicio. Por otro lado, eso no significa que el nuevo material sea perfecto."
Lai y su equipo utilizaron un microscopio que él inventó y apunta microondas en el dispositivo 2-D. Usando una punta de solo 100 nanómetros de ancho, el microscopio de microondas permitió a los científicos ver cambios de conductividad dentro del transistor. Además de ver las corrientes 'movimiento, los científicos encontraron defectos filiformes en el medio de los transistores. Lai dice que esto sugiere que el nuevo material deberá limpiarse para que funcione de manera óptima.
"Si pudiéramos limpiar el material lo suficiente, los bordes llevarán aún más corriente, y el interior no tendrá tantos defectos", dice Lai.
Los otros autores del artículo son los investigadores posdoctorales Di Wu y Xiao Li; el científico de investigación Lan Luan, y los estudiantes de posgrado Xiaoyu Wu y Zhaodong Chu, y el profesor Qian Niu en el Departamento de Física de UT Austin; y el estudiante de posgrado Wei Li, ex estudiante de posgrado MaruthiN. Yogeesh, investigador postdoctoral Rudresh Ghosh y profesor asociado Deji Akinwande del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la UT Austin.
A principios de este año, tanto Lai como Akinwande ganaron los Premios Presidenciales de Carrera Temprana para Científicos e Ingenieros, el mayor honor del gobierno de los Estados Unidos para los científicos e ingenieros en etapa inicial.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :