(Escola Universitària Salesiana de Sarrià, Barcelona) – El científico español y alumni de la EUSS Mario Lanza, profesor titular en al Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah (en Arabia Saudí), acaba de revolucionar el campo de la nanoelectrónica y los semiconductores al inventar el primer microchip de alta densidad de integración realizado con materiales bidimensionales (también llamados 2D). El trabajo, titulado “Hybrid 2D/CMOS microchips for memristive applications”, será publicado en breve en la revista Nature, y ya ha atraído el interés de empresas líderes en el campo de los semiconductores.
El equipo liderado por el profesor Lanza ha integrado por primera vez un material bidimensional aislante, llamado nitruro de boro hexagonal multicapa (de unos 6 nanómetros de grosor), sobre microchips que contienen transistores de silicio de tecnología CMOS — las siglas CMOS significan complementary metal-oxide-semiconductor, un tipo de tecnología que está presente en todos los productos electrónicos que utilizamos a diario (teléfonos, ordenadores, automóviles y electrodomésticos, entre muchos otros). Según explica el profesor Lanza: “el nitruro de boro hexagonal hace las funciones de memristor, y el transistor hace las funciones de selector y limitador de corriente”. Después de comprobar que la integración se realizó con éxito, los investigadores han interconectado los dispositivos (mediante litografía y evaporación de metal) para formar circuitos matriciales.
Este tipo de circuitos, aunque todavía desconocidos para la mayoría de gente, son utilizados en productos electrónicos de última generación tanto para almacenar información (fabricación de memorias electrónicas, como los USB) como para procesarla (fabricación de redes neuronales artificiales para sistemas de inteligencia artificial). Los dispositivos híbridos 2D/CMOS fabricados por el equipo del profesor Lanza muestran un bajo consumo de energía y una alta durabilidad, y además su conductividad puede ajustarse a diferentes niveles de forma dinámica aplicando impulsos eléctricos — una propiedad llamada spike-timing dependent plasticity — lo cual puede utilizarse para fabricar redes neuronales artificiales de muy bajo consumo energético.
En el pasado la empresa IBM había intentado integrar grafeno en transistores para aplicaciones en el campo de radiofrecuencia, pero la densidad de integración era muy baja y los dispositivos no permitían almacenar o procesar información. En cambio, los dispositivos creados por el equipo del profesor Lanza tan sólo miden 260 nanómetros, y podrían realizarse mucho más pequeños de forma muy sencilla si se disponen de microchips más avanzados.
Este trabajo representa un hito en el campo de la nanoelectrónica y los semiconductores no sólo por las altas prestaciones de los dispositivos y circuitos fabricados, sino también debido al alto nivel de madurez tecnológica conseguido — todos los procesos utilizados con compatibles con la industria de los semiconductores.
Es por ello que tanto él como los miembros de su equipo indican: “en el futuro la mayoría de microchips explotarán alguna de las muchas exóticas propiedades de estos materiales”.
Link al artículo: https://www.nature.com/articles/s41586-023-05973-1
Link a la web del Profesor Mario Lanza: https://lanza.kaust.edu.sa/
Publicado por: Marta Jové Company