Construyen una computadora a base de nanotubos de carbono

Un equipo de ingenieros de Stanford ha creado una computadora básica con nanotubos de carbono, un material semiconductor que tiene el potencial de poner en marcha una nueva generación de dispositivos electrónicos más rápidos, y que utilizan menos energía que los hechos con chips de silicio.

Max Shulaker, estudiante de doctorado de ingeniería eléctrica de la Universidad de Stanford, sostiene un chip de nanotubos de carbono (CNT). A su izquierda, debajo de una tarjeta que detecta señales de entrada y de salida, se ve un ordenador CNT básico que utiliza la nueva tecnología. (Crédito: Norbertvon der Groeben)

Los expertos dicen que el logro de Stanford impulsará los esfuerzos para encontrar sucesores de los chips de silicio, que pronto podrían encontrar limitaciones físicas que impidan que se construyan dispositivos electrónicos más pequeños, rápidos y baratos.

“Los nanotubos de carbono (CNT) han sido considerados como un posible sucesor del transistor de silicio”, dijo el profesor Jan Rabaey, un experto mundial en circuitos y sistemas electrónicos de UC Berkeley.

Hace unos 15 años, se hicieron los primeros transistores con nanotubos de carbono, que interruptores de encendido y apagado en el corazón de los sistemas electrónicos digitales.

Sin embargo, una serie de imperfecciones en los nanotubos de carbono ha frustrado muchos de los esfuerzos para construir circuitos complejos que los utilicen.

Los nanotubos de carbono están compuestos por largas cadenas de átomos de carbono que son muy eficientes en la conducción y el control de la electricidad. Son tan delgados, que puestos lado a lado en un cabello humano podrían caber miles. Además, se necesita muy poca energía para su funcionamiento.

Sin embargo, las imperfecciones inherentes se han interpuesto en el camino para que el material encuentre un uso práctico en la electrónica.

En primer lugar, los nanotubos de carbono no necesariamente crecen en líneas paralelas perfectas, que es lo que se necesitaría para fabricar chips. Aunque se han desarrollado técnicas con las que se pueden lograr que hasta un 99,5 crezcan en líneas rectas, eso no es suficiente para la producción industrial, ya que incluso un número reducido de tubos desalineados podría causar errores.

Un segundo tipo de imperfección también ha obstaculizado la tecnología CNT. Dependiendo de cómo crecen los nanotubos de carbono, una fracción puede llegar a comportarse como cables metálicos que siempre conducen la electricidad, en lugar de actuar como semiconductores.

Para eliminar los nanotubos que se comportan como alambres metálicos, los investigadores desactivaron todos los CNT que funcionaban correctamente. Luego conectaron el circuito semiconductor a la electricidad. La energía concentrada en los nanotubos metálicos hizo que su temperatura aumentara y literalmente se vaporizaran. Con esta técnica lograron eliminar prácticamente todos los CNT metálicos en el circuito, sin afectar a los que trabajaban correctamente.

Para superar el problema de los nanotubos desalineados, los investigadores crearon un algoritmo que traza un esquema de circuito que funciona sin importar si existen CNT desalineados, o donde están localizados.

El equipo utilizó sus técnicas para montar un equipo básico con 178 transistores, un límite impuesto por el hecho de que utilizaron las instalaciones de fabricación de chips de la universidad, en lugar de un proceso de fabricación industrial.

A pesar de que podrían tomar años en madurar, las nuevas técnicas apuntan a la posibilidad de la producción a escala industrial de semiconductores de nanotubos de carbono.

Bibliografia:
http://cienciaaldia.com/2013/09/construyen-una-computadora-a-base-de-nanotubos-de-carbono/