Comienza la revolución electrónica: Podría ser mil veces más rápida

Investigadores han logrado controlar la conductividad eléctrica de un material cuántico llamado 1T-TaS₂ mediante calentamiento y enfriamiento, según un estudio publicado el 27 de junio en la revista Nature Physics. Este material podría reemplazar los componentes tradicionales de silicio, permitiendo que la electrónica funcione con mayor rapidez y eficiencia.

PUEDE CAMBIAR LAS PROPIEDADES AISLANTES DEL CONDUCTOR

El equipo de investigación demostró que el material 1T-TaS₂ puede cambiar su conductividad eléctrica o propiedades aislantes según los cambios de temperatura.

Este descubrimiento se considera un paso revolucionario para los dispositivos electrónicos porque dichos materiales podrían crear versiones mucho más rápidas y compactas de los componentes de silicio existentes.

"Este material podría multiplicar por 1.000 la cantidad de información que puede procesar por segundo. Actualmente, los procesadores operan a velocidades de gigahercios, y esta tecnología nos permitirá alcanzar velocidades de terahercios", afirmó Alberto de la Torre, físico de materiales de la Universidad de Northeastern, quien dirigió la investigación.

NOMBRE DEL MÉTODO: ENFRIAMIENTO TÉRMICO

El nuevo método se conoce como "enfriamiento térmico". Esta técnica consiste en exponer un material a la luz, lo que aumenta su temperatura y le otorga conductividad metálica.

Hasta ahora, esta propiedad solo se había logrado a temperaturas muy bajas y durante periodos muy cortos. Sin embargo, esta nueva investigación ha demostrado que el 1T-TaS₂ puede mantener estas propiedades a temperaturas de hasta -73 °C, 250 °C más que en experimentos anteriores. Además, este estado conductor puede mantenerse durante meses después de apagar la fuente de luz del material y bajar la temperatura.

Este desarrollo es similar al principio de funcionamiento de los transistores, que son dispositivos semiconductores que controlan el flujo de electricidad en la mayoría de los dispositivos electrónicos actuales.

Uno de los factores clave detrás de la decadencia de las computadoras modernas, desde máquinas que una vez ocupaban todo el espacio de una habitación hasta ser lo suficientemente pequeñas para caber en nuestros bolsillos, ha sido la continua miniaturización de los transistores.

Ahora, con los materiales cuánticos, este principio se está llevando aún más lejos, con el objetivo de fabricar dispositivos electrónicos más rápidos y más pequeños.

El físico teórico Gregory Fiete, de la Universidad del Noreste, explicó la importancia de este desarrollo: «Nuestro objetivo es lograr el máximo control sobre las propiedades de los materiales. Este tipo de materiales se pueden procesar con gran rapidez y precisión, lo que los hace adecuados para su uso en dispositivos».

MUY PEQUEÑO MUY EFICIENTE

Fiete señaló que los materiales cuánticos podrían superar las limitaciones físicas de las tecnologías tradicionales de silicio. Los semiconductores de silicio contienen componentes lógicos muy densamente empaquetados, lo que genera limitaciones físicas. Sin embargo, los materiales cuánticos combinan ambas propiedades (la transición de conductor a aislante) en un solo material, ofreciendo una solución mucho más compacta y eficiente.

La técnica de enfriamiento térmico tiene el potencial de aumentar la velocidad de las computadoras porque controla la conductividad mediante la luz. "Es un problema común para muchos usuarios de computadoras: queremos que algo se cargue más rápido", dijo Fiete. "No hay nada más rápido que la luz, y estamos controlando las propiedades de los materiales con luz, a la velocidad más rápida que permite la física".

Esta nueva invención podría ser un paso revolucionario para el futuro de la electrónica. Los ingenieros ahora tendrán control instantáneo sobre las propiedades de los materiales. «Si queremos lograr mejoras increíbles en el almacenamiento de información o la velocidad de procesamiento», afirmó Fiete, «se requiere un nuevo paradigma. Este estudio demuestra precisamente esa innovación».