Avance en el diseño de chips de grafeno

Un equipo de científicos de los Estados Unidos están trabajando en el desarrollo de lo que podría ser el microprocesador del futuro. Se trata de la construcción de circuitos basados en grafeno, un material desde el punto de vista químico no muy diferente al grafito de la mina de un lápiz pero con una estructura perfectamente ordenada, con el que se podría reemplazar el silicio. Aún deben encontrar la manera de controlar el flujo de electrones que circula por el interior del material,  pero han hecho avances significativos.

Con una estructura atómica similar a la de una tela metálica, el grafeno se presenta en láminas de un solo átomo de espesor, característica que lo convierte en el material más delgado del mundo. Si apilases dos millones de láminas de grafeno una encima de la otra, obtendrías una placa mucho más delgada que una tarjeta de crédito. Pero además de ser una curiosidad científica, el grafeno está comenzando a ser utilizado en el desarrollo de muchas tecnologías que, como ocurre con los nanotubos de carbono, tienen el potencial de cambiar el futuro. Una de las aplicaciones más interesantes del grafeno es su uso como base para la construcción de circuitos integrados. Un equipo de científicos de los Estados Unidos, integrado por Matthew Yankowitz, Daniel Cormode y Brian LeRoy, han utilizado nitruro de boro, un material estructuralmente similar al grafeno pero que no es conductor de la electricidad, para crear “circuitos” de un solo átomo de grosor. El nitruro de boro, además, proporciona un buen soporte mecánico al grafeno, a la vez que mejora las propiedades electrónicas del grafeno al suavizar las fluctuaciones en su carga eléctrica.

Los físicos implicados en este trabajo reconocen que aún deben encontrar la forma de controlar el flujo de electrones a través del material, un requisito indispensable para construir cualquier tipo de circuito electrónico 100% funcional. El grafeno se comporta de una forma muy diferente al silicio, el material utilizado actualmente para construir chips. Un informe publicado por este equipo en la prestigiosa revista Nature Physics da cuenta que han descubierto que el nitruro de boro también influye en la manera en que los electrones se desplazan por el interior del grafeno, resultado que podría servir para desarrollar una nueva forma de control del flujo eléctrico en los chips de grafeno. “Para construir un transistor,” explica Brian LeRoy, del Departamento de Física de la Universidad de Arizona, “necesitamos controlar el flujo de electrones. Pero en el grafeno los electrones sólo seguir adelante. Es difícil detenerlos“. Pero su equipo ha descubierto que el nitruro de boro evita que un porcentaje de los electrones atraviesen la estructura, lo que sin dudas constituye un prometedor primer paso hacia un control efectivo del flujo de los electrones. El grupo ha conseguido este control disponiendo láminas de grafeno sobre nitruro de boro con un ángulo determinado, que permite superponer las estructuras hexagonales de ambos materiales para crear grandes patrones hexagonales. Cuando el ángulo es el correcto, prácticamente la totalidad de los electrones no pueden pasar. Este descubrimiento, aseguran, será la base sobre la que se edificará la microelectrónica de la edad del grafeno.