miniaturización
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El transistor más pequeño del mundo, desarrollado por el profesor Thomas Schimmel. El transistor de un solo átomo funciona con electrolitos de gel.
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- El transistor más pequeño del mundo también cambia la corriente. solo un atomo
- El nuevo transistor consume energía extremadamente baja y por lo tanto podría contribuir a la transición energética
- El transistor de un solo átomo trabaja en temperatura ambiente
Los físicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han desarrollado un transistor de un solo átomo, un dispositivo electrónico cuántico capaz de cambiar una corriente eléctrica a través del movimiento controlado de un solo átomo.
Karlsruhe (Alemania). Un transistor clásico es un componente electrónico semiconductor que se puede usar para controlar o amplificar principalmente voltajes bajos y corrientes eléctricas. Los transistores modernos se encuentran en casi todos los dispositivos eléctricos, como teléfonos celulares o computadoras.
El profesor Thomas Schimmel y sus colegas del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) reconocieron la importancia de la miniaturización del transistor y, por lo tanto, desarrollaron el transistor más pequeño del mundo, capaz de cambiar la electricidad mediante el movimiento controlado de un solo átomo. Con este elemento de la electrónica cuántica, son posibles energías de conmutación 10.000 veces inferiores a las de las tecnologías de silicio convencionales.
La eficiencia energética comienza poco a poco
Por un lado, las tecnologías de la información y la digitalización en general ahorran mucha energía, pero por otro lado, actualmente son responsables de poco más del diez por ciento del consumo de energía en los países industrializados. El componente elemental y central de la transformación digital es el transistor, que está presente por miles de millones en casi todos los procesadores de computadora y en cada chip de memoria. Adaptar los requisitos de energía incluso de los componentes más pequeños dará como resultado ahorros significativos en grandes cantidades.
El transistor de un solo átomo recientemente desarrollado podría hacer una contribución significativa a la eficiencia energética en esta área. El profesor Thomas Schimmel, director del Centro de Tecnologías de Átomo Único, C.SAT, en KIT y codirector del Centro de Electrónica y Fotónica de Átomo Único, un centro conjunto financiado por KIT y el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich de la Werner Siemens Foundation, Suiza, y sus colegas han publicado cómo funciona en detalle en la revista científica Advanced Materials.
Nuevo enfoque tecnológico
En busca de una solución más eficiente desde el punto de vista energético, el profesor Thomas Schimmel y su equipo adoptaron un enfoque tecnológico completamente nuevo. El nuevo transistor está hecho completamente de metal y, por lo tanto, no requiere semiconductores. Esto da como resultado voltajes extremadamente bajos y, por lo tanto, un consumo de energía drásticamente reducido.
Los primeros desarrollos del transistor más pequeño del mundo en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe se basaron en electrolitos líquidos. El profesor Thomas Schimmel y su equipo mejoraron aún más esta versión y, por primera vez, desarrollaron un transistor que funciona con componentes sólidos: el electrolito en gel, producido al gelificar un electrolito acuoso de plata con sílice pirogénica, combina las ventajas de un sólido con las propiedades electroquímicas de un líquido.
Circuito con un átomo de plata
Para hacer esto, los científicos hicieron dos pequeños contactos de metal con un espacio del ancho de un solo átomo de plata entre ellos. Un solo átomo de plata se puede mover a través de un pulso de control eléctrico, cerrando así el circuito.
El transistor más pequeño del mundo cambia la electricidad a través del movimiento reversible controlado de un solo átomo. Sin embargo, a diferencia de los dispositivos electrónicos cuánticos convencionales, el transistor de un solo átomo funciona a temperatura ambiente, lo cual es una ventaja clave para futuras aplicaciones.
material avanzado; doi: 10.1002/adma.201801225
