Un equipo de investigadores de Stanford ha encontrado una manera de hacer crecer nanocintas de grafeno utilizando hebras de ADN. Esto podría ser la clave para la producción a gran escala de transistores basados en grafeno, que son de magnitud más pequeñas, más rápidas y menos hambrienta de poder que la tecnología de silicio actual.
Transistores de grafeno
Los fabricantes de chips invierten miles de millones de dólares todos los años en la fabricación de los transistores sólo un poco más pequeño, más rápido y menos poder. A pesar de que pueden parecer insignificantes individualmente, en conjunto estos pequeños cambios año tras año son los principales factores que impulsan el crecimiento exponencial en el rendimiento de los microchips actuales.
Los transistores de silicio han llegado muy lejos, pero hay límites estrictos a la cantidad que pueden encogerse y la rapidez con que se puede ejecutar: más allá de cierto punto, las interferencias provocadas tanto por el calor residual y la corriente de fuga a seguir avanzando lo torna casi imposible. Por lo tanto, no debería ser una sorpresa que los investigadores hayan estado buscando transistores de fabricación con materiales alternativos.
El grafeno, una capa de un espesor de átomo de carbono, es uno de los principales candidatos en esta carrera. Debido a su excelente conductividad eléctrica, que tiene un montón de promesas para producir transistores más rápidos y más eficientes que son también más baratos y mucho más pequeños que lo que tenemos hoy.
Los transistores de grafeno pueden producirse usando nanocintas - tiras muy estrechas de grafeno de sólo 20 a 50 átomos de ancho. Sin embargo,en nanocintas la producción masiva de un tamaño tan pequeño ha demostrado hasta ahora un gran desafío.
Un poco de ayuda de DNA
Como resultado, las moléculas de ADN son aproximadamente tan grande como las nanocintas grafeno que los investigadores están tratando de crear, y también llevan átomos de carbono, que son el único componente de grafeno. Esto dio al investigador de Stanford Zhenan Bao y sus colegas la idea de usar el ADN para montar nanocintas de grafeno.
Utilizando una técnica conocida, los investigadores primero "peinaron" las hebras de ADN en líneas relativamente rectas. A continuación, las expusieron a una solución de sal de cobre, lo que resultó en iones de cobre absorbidos por el propio ADN.
El ADN se calentó a continuación rodeado de gas metano. El calor liberó átomos de carbono, tanto del ADN y el metano, y a través de una reacción química los átomos de carbono de forma rápida y ordenada se ensamblaron para formar cintas de grafeno que siguieron a la estructura del ADN.
Aplicaciones
Después de tener éxito en el experimento, el equipo tomó las cosas un paso más allá y utilizar la técnica para la fabricación de transistores de grafeno de trabajo.
Aunque aún queda el proceso de montaje para ser refinado (los átomos de carbono a veces se amontonan juntos en lugar de formar una hoja de un átomo de espesor limpio), este trabajo ha allanando el camino hacia una forma altamente escalable, barata y precisa para fabricar grafeno electrónico.
Los investigadores están trabajando ahora en saber más acerca de los mecanismos que regulan el crecimiento de las hojas de grafeno, y dicen que su técnica podría utilizarse para cultivar directamente circuitos integrados totalmente de grafeno.
Un artículo que describe la investigación aparece en la revista Nature Communications .
Fuente: Universidad de Stanford
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