FISICA ELECTRONICA

NANOELECTRONICA

TEODULO ANDRES BAMBAREN ALCALAINGENIERIA DE SISTEMAS – IV CICLO

¿QUÉ ES LA NANOLELECTRÓNICA?

La Nanoelectrónica es la rama de la electrónica referente a los circuitos electrónicos miniaturizados integrados en chips semiconductores, siendo su elemento de base el transistor. Hasta hace poco, el tamaño de los transistores se medía en micrómetros (µm: microelectrónica), pero hoy en día

se fabrican transistores de 90 o 65 nanómetros (nm: nanoelectrónica).

Nanoelectrónica se refieren al uso de la nanotecnología en los componentes electrónicos, especialmente transistores. Aunque el término nanotecnología se define generalmente como la utilización de la tecnología de menos de 100 nm de tamaño,

¿QUÉ ES LA NANOLELECTRÓNICA?

la nanoelectrónica menudo se refieren a dispositivos de transistores que son tan pequeñas que las interacciones inter-atómicas y las propiedades de la mecánica cuántica tienen que ser estudiado de forma exhaustiva. Como resultado, los presentes transistores no entran en esta categoría, a pesar de que estos dispositivos se fabrican con 45 nm, 32 nm o 22 nm tecnología.

Nanoelectrónica a veces se consideran como tecnología disruptiva debido actuales candidatos son significativamente diferentes de transistores tradicionales. Algunos de estos candidatos son: electrónica híbridos moleculares/semiconductor, uno nanotubos/nanohilos dimensiones, o la electrónica molecular avanzadas.

APLICACIÓN DE DISPOSITIVOS NANOLELECTRÓNICOS

Los procesos de producción de alta tecnología actuales se basan en tapa tradicional por las estrategias, en los que la nanotecnología ya se ha introducido en silencio. La escala de longitud crítica de los circuitos integrados ya en la nanoescala con respecto a la longitud de la puerta de los transistores en los dispositivos de CPU o memoria DRAM de la computadoras

La Nanoelectrónica mantiene la promesa de hacer los procesadores más poderosos que son posibles con técnicas convencionales de fabricación de semiconductores. Actualmente se están investigando una serie de enfoques, incluyendo nuevas formas de nanolitografía, así como el uso de nanomateriales tales como nanocables o moléculas pequeñas en lugar de los componentes CMOS tradicionales.

APLICACIÓN DE DISPOSITIVOS NANOLELECTRÓNICOS

Transistores de efecto de campo se han hecho con las dos nanotubos de carbono semiconductores y con nanocables semiconductores heterostructured. En 1999, el transistor CMOS desarrollado en el Laboratorio de Electrónica y Tecnología de la Información en Grenoble, Francia, probó los límites de los principios del transistor MOSFET con un diámetro de 18 nm. Esto era casi un décimo del tamaño del transistor más pequeño industrial en 2003. Permitió la integración teórica de siete mil millones de cruces en una moneda de 1. Sin embargo, el transistor CMOS, que se creó en 1999, no era una simple experimento de investigación para estudiar cómo funciona la tecnología CMOS, sino más bien una demostración de cómo funciona esta tecnología, ahora que nosotros estamos recibiendo cada vez más a trabajar a escala molecular. Hoy en día sería imposible de dominar el conjunto coordinado de un gran número de estos transistores en un circuito y que también sería imposible para crear esta en un nivel industrial.

Descubren una técnica para mejorara nivel nanoelectrónico

La nanoelectrónica tiene ante sí una puerta nueva para experimentar. Con esta investigación se comprime la luz y se aumenta su intensidad para ganar en rendimiento.

Una de las tendencias en dispositivos electrónicos que más tiempo lleva funcionando es la reducción del tamaño. Desde las primeras computadoras que ocupaban salas enteras, se ha llegado a terminales móviles en los que se pueden introducir capacidades superiores a las que tenían los ordenadores personales de hace sólo unos años. Sin embargo, ya han empezado a surgir voces que hablan de la proximidad de los límites físicos existentes con las técnicas actuales. Una investigación conjunta de varios centros ha buscado nuevos caminos para seguir avanzando en la nanoelectrónica.

Descubren una técnica para mejorara nivel nanoelectrónico

Diferentes equipos de trabajo de la Universidad de Minnesota, el Argonne National Laboratory (en Chicago) y la Universidad Nacional de Seúl han publicado en la revista Nature Communications una investigación relativa al uso de nanoestructuras, que permitiría evolucionar los dispositivos eléctricos y ópticos. Una disminución de tamaño y una mayor eficacia son las cualidades que aporta este descubrimiento a la electrónica.

Han trabajado a nivel atómico con una técnica que han bautizado como atomic layer lithography (algo así como litografía sobre capa atómica). Usándola es posible construir sensores extremadamente pequeños con una sensibilidad superior a los estándares actuales. Uno de los conductores de la investigación, el profesor de Ingeniería Informática y Eléctrica de la Universidad de Minnesota, Sang Hyun Oh, ha hecho hincapié en el mundo de posibilidades que abre este trabajo para experimentar a un nivel de nanoescala.

Avances de la Nanoelectronica

Entre los más importantes avances científicos y tecnológicos que han permitido el surgimiento de la nanoelectrónica, se pueden señalar la invención del microscopio de efecto túnel (STM) en 1981 y la puesta a punto, en esos años, de tecnologías como la epitaxia de haces moleculares (MBE) y la fotolitografíade haces de electrones lo que posibilitó la obtención de capas cuasi-monoatómicas de diferentes materiales semiconductores y delimitar estructuras nanométricas.

Nuevo descubrimiento deinvestigadores del IFIR

Investigadores del Instituto de Física Rosario (IFIR) dependiente del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la Universidad Nacional de Rosario (UNR) han descubierto un nuevo ordenamiento de los materiales ferroeléctricos en la nano-escala relevante para el campo de la nanoelectrónica. Aprovechando estos avances científicos se podrá reducir considerablemente el tamaño de los dispositivos tecnológicos, dando un paso importante a lo largo del camino hacia el desarrollo de nano sensores ferroeléctricos y de fuentes útiles de energía para dispositivos a nano- escala.

Los científicos pudieron comprobar que es posible estabilizar un estado ferroeléctrico en nanopartículas con tamaños inferiores a los 10 nm, siendo el factor clave para la estabilización de este estado la relación entre el ancho y el alto de la partícula.

Nuevo descubrimiento deinvestigadores del IFIR

"Hemos descubierto que la ferroelectricidad en la nanoescala se genera a partir de un ordenamiento geométrico novedoso" indicó el Dr. Stachiotti, "el mismo involucra el alineamiento de vórtices de polarización formando una especie de doughnut (rosquilla), la cual concentra la región ferroeléctrica en su centro. A esta característica la bautizamos ferroelectricidad toroidal".

En lo que respecta a sus características, en estos materiales existía una dificultad intrínseca para ser utilizados en el desarrollo de dispositivos electrónicos con componentes de tamaño nanométrico. En este sentido y previo a este descubrimiento ciertos estudios indicaban que la ferroelectricidad se destruía cuando las dimensiones del material se reducen al nivel de la nano escala.

APLICACIONES A LARGO PLAZO

Miniaturización de circuitos integrados: Esta objetivo sigue siendo esencial para el desarrollo de la electrónica tal y como la conocemos hoy día. Se cree que la tecnología de 22 nm estará disponible en unos 10 años.

APLICACIONES A LARGO PLAZO

Cristales fotónicos, con mejores rendimientos para focalizar haces de luz, mejorando la eficiencia de las guías de luz. Por ejemplo, un típico cristal fotónico podría estar basado en redes de agujeros realizados en un dieléctrico, cada uno fabricado con una precisión inferior a los 10 nm. Las imperfecciones deben ser necesariamente pequeñas porque en caso contrario se degradan las bandas prohibidas de estos dispositivos.

APLICACIONES A LARGO PLAZO

Los nanocientíficos sueñan con desarrollar una computadora cuántica, un dispositivo del tamaño de un grano de arena que podría ser más rápido y potente que los PCs modernos. Ya han identificado a los diminutos átomos artificiales llamados "puntos cuánticos" como los materiales más probables para construir estas máquinas, pero se han visto desconcertados por la conducta impredecible de estos puntos a escala nanométrica.

Computación cuántica y criptografía cuántica: Los puntos cuánticos basados en semiconductores son candidatos ideales para fabricar dispositivos que permitan aplicar todas las teorías que ya existen sobre computación y criptografía cuánticas.

APLICACIONES A LARGO PLAZO

Sensores: El sensor ideal es aquel de pequeño tamaño que resulte mínimamente invasivo.

Debemos tener en cuenta que mientras se esta escribiendo un articulo con respecto a los futuros posibles avances de la tecnología en general, estos ya pueden estar siendo realidad, debido al vertiginosa velocidad con que suceden estos hechos en la ciencia y tecnología, y esta frase a largo plazo puede estar convertida realmente en un cortísimo plazo.

Para fabricar un dispositivo de 1 mm2 que contenga una fuente de alimentación, el sensor y el transmisor de la señal es indudable que se requiere una alta miniaturización.

REFERENCIAS:

• http://www.acercandonaciones.com/news/nanotecnologia-en-argentina.html

• http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/category/foro-debate-sobre-nanotecnologia/page/2/

• http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_123265.html• http://blogthinkbig.com/tecnica-mejorar-nivel-nanoelectronica/• http://www.ecured.cu/index.php/Nanoelectr%C3%B3nica• http://web.fceia.unr.edu.ar/es/noticias-de-la-fceia/341-investigadores-de-

ifir-conicet-unr-descubrieron-un-nuevo-ordenamiento-de-los-materiales-ferroelectricos-en-la-nano-tecnologia.html

• http://www.hoytecnologia.com/noticias/GAIA:-transicion-nanoeletronica-vital/38649

• http://perez-jose.blogspot.com/• http://www.solociencia.com/informatica/05041502.htm