GRAFENO

Llega el ‘chip’ de grafeno

El español Tomás Palacios, profesor del MIT, consigue fabricar transistores de grafeno 10 veces más rápidos que los de silicio Los ‘chips’ del revolucionario material, de un átomo de espesor, podrían alcanzar velocidades de mil GHz

 

El reinado del silicio está llegando a su fin. No sufran, ya tiene sustituto y se llama grafeno. En 15 o 20 años ordenadores, móviles, sensores y otros equipos electrónicos serán de este nuevo material, una forma de carbono puro.

Un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), liderado por el español Tomás Palacios, está fabricando alguno de los primeros aparatos y circuitos electrónicos basados en grafeno, descubierto en 2004 por los científicos Andre Geim y Kostya Novoselov de la Universidad de Manchester.

Primero fue el cobre. Este material permitió transmitir información de un punto a otro. Después llegó el germanio del transistor original, creado en los laboratorios Bell. Empezaba la era de la informática pero, como el material era inestable, fue sustituido por el silicio, el semiconductor con el que se fabrican los microprocesadores desde el siglo pasado.

Con propiedades entre semiconductor y metal, este nuevo material de una sola capa atómica de espesor revolucionará las telecomunicaciones y la informática al permitir la fabricación de microprocesadores, sensores y sistemas de comunicación mucho más veloces que los actuales. “Uno de los paradigmas de la electrónica es aumentar la frecuencia de las señales eléctricas, para que se fabriquen ordenadores cada vez más rápidos o móviles capaces de transmitir datos a mayor velocidad. “Si con los chips de silicio podríamos llegar como máximo a los 100 GHz de velocidad, usando transistores de grafeno se alcanzaría el terahercio (1 THz). Es decir, 10 veces más”, dice este madrileño de 30 años, profesor del MIT.El prototipo de “transistor de grafeno” fue presentado en la reunión anual de la Sociedad Americana de Física en marzo. También se publicará en la Electron Device Letters, la revista más prestigiosa de aparatos eléctronicos de Estados Unidos, en sus próximas ediciones. Si todo va bien, en unos años saldrán versiones de estos chips avanzados al mercado.

El equipo de Palacios no sólo ha fabricado transistores diez veces más rápidos que los de silicio. Este igualmente  aprovecha las propiedades del grafeno para desarrollar equipos electrónicos que no se podrían fabricar con ningún otro tipo de material. Por ejemplo, un multiplicador de frecuencia que ” ayudaría a mejorar las comunicaciones inalámbricas y la electrónica de silicio actual, en la cual se duplicaría la capacidad de transmisión de cada chip al que se le añada el multiplicador”.

El Doctor Palacios es un ingeniero de telecomunicaciones. Con 19 años ya investigaba sobre semiconductores compuestos, como el nitruro de galio, en la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Al año de acabar la carrera, se trasladó a la de California para ampliar estudios. Una vez terminado el doctorado, consigue plaza de profesor de ingeniería en el departamento de electrónica y ciencias de la computación del MIT. Además, empezó a dirigir un grupo de 12 personas en los laboratorios de microsistemas del mismo centro tecnológico. Allí han conseguido fabricar los transistores de grafeno capaces de transmitir datos a gran velocidad. También desarrollan un sensor basado en este material que, con sólo apuntar a un alimento, determinará si es fresco.

El grafeno es carbono en estado puro. Muchos investigadores lo han estudiado de manera teórica durante más de 50 años. Nadie pensaba que se podían fabricar dispositivos con este tipo de  material hasta que, en 2004, científicos de la universidad de Manchester descubrieron cómo conseguir  grafeno del grafito, el material de la mina del lápiz. “Si pegas y despegas múltiples veces un trozo de celo impregnado con fragmentos de grafito de la mina, acabas obteniendo grafeno: una única capa de átomos de carbono”, precisa Palacios.

Este  procedimiento era muy rudimentario, pero abrió la puerta para que muchos científicos empezaran a trabajar con el material, cuyas propiedades son “asombrosas y únicas. A nivel mecánico, es el más resistente jamás descubierto. En un futuro, podría permitir la fabricación de cualquier estructura, como coches y aviones, muy resistentes y ligeras. A nivel de electrónica, es el de mayor movilidad, cien veces la del silicio, lo que permite acelerar los electrones hasta velocidades muy superiores a las posibles en cualquier otro semiconductor”, asegura el Dr. Palacios.

Graphene Industries, creada por los descubridores del grafeno, es la única compañía que lo vende. De momento. Grupos universitarios y empresas tratan de desarrollar una manera alternativa para obtenerlo, y que sea fácil de producir industrialmente, este es su principal escollo.

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