Un transistor que funciona con un solo electrón
Un grupo de investigadores de la Universidad de Pittsburgh ha construido una pieza clave de tecnología que probablemente impulsará el desarrollo de los ordenadores cuánticos. Se trata de un nuevo tipo de transistor que necesita solo un electrón para funcionar. Ha sido construido enteramente con materiales basados en óxidos, un punto importante ya que podría ser integrado con otros circuitos para formar parte de las memorias de estado sólido. Implementado mediante técnicas de nanotecnología, el nuevo transistor mide solamente 1.5 nanómetros de diámetro.
El nuevo componente se ha denominado SketchSET (Sketch-based Single-Electron Transistor), debido a que en su construcción se ha inspirado en Etch A Sketch, una vieja pizarra de juguete. Según sus creadores, han logrado un nuevo transistor que necesita de un solo electrón para funcionar, el primero de su especie, cuyo elemento central mide solo 1.5 nanómetros de diámetro. Podría ser la base para la creación de nuevos tipos de memorias y el “ladrillo básico” de los futuros procesadores cuánticos.
Fabricación y funcionamiento
Construir algo tan pequeño no es fácil. En Pittsburgh recurrieron a la nanotecnología, que permite crear elementos electrónicos de dimensiones nanométricas sobre placas de cristal de titanato de estroncio cubiertas con una capa de aluminato de lantano de solo 1.2 nanómetros de espesor. Para “acomodar” las piezas que componen este minúsculo rompecabezas se empleó un microscopio atómico, cuya “resolución” permite grabar en el material lo que luego será el dispositivo electrónico.
Físicamente, este transistor consta de una pequeña isla central que contiene uno o dos electrones, a la que llegan tres pequeños “conductores”. Los electrones pasan de una línea a otra atravesando la isla, siempre que el estado de la tercera línea lo permita. Es más o menos lo mismo que hace cualquier transistor, aunque en una escala completamente diferente. Según sus creadores, este invento podría ser la base de un nuevo tipo de electrónica nanométrica con la que se podrían construir microprocesadores extremadamente poderosos.
Memorias de estado sólido y Ley de Moore
Pero las ventajas de este dispositivo no terminan en su pequeño tamaño. Al estar construido con materiales del tipo “ferroeléctrico”, podrían ser parte de las memorias de estado sólido. En este tipo de aplicación, los electrones almacenados en la isla central representarían los unos y ceros dentro de la pequeña memoria, y podrían mantener su estado incluso sin la presencia de una fuente de alimentación. Este tipo de transistor podría agregar varios años de validez a la Ley de Moore, aunque seguramente pasará bastante tiempo antes de que podamos ver dispositivos basados en él.
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