Un nuevo semiconductor multiplica por 18 la eficiencia de procesadores y memorias
Un grupo de investigadores de la Universidad de Minnesota (EEUU) y la Universidad Rey Saúd (Arabia Saudí) aseguran que han desarrollado un nuevo material para semiconductores que mejora la eficiencia de futuros procesadores y componentes de memoria hasta en 18 veces (es decir, multiplicado por 18).
El material en cuestión está basado en selenito de bismuto, y han descubierto sus propiedades casi por casualidad: cuando se utilizan granos del material más pequeños de 6 nanómetros, éste cambia sus propiedades físicas mediante un proceso denominado “confinamiento cuántico”, según ha explicado su co-creador Tony Low, haciendo que sus electrones actúen de manera diferente a como lo hacen en granos de mayor tamaño, y dando así un mayor control sobre su comportamiento. El resultado, tal y como hemos dicho antes, es una eficiencia hasta 18 veces mayor.
Cómo funciona este nuevo material en el proceso de fabricación
El trabajo de los investigadores comienza en los aislantes topológicos, una clase de material que se emplea en la industria de los semiconductores gracias a sus propiedades magnéticas y a su manera única de transporte espín-electrón (el espín del electrón es una propiedad intrínseca de los electrones, que tienen un momento angular intrínseco caracterizado por el número cuántico ½). Para que nos entendamos, se utilizan por la manera en la que la energía se mueve a través de ellos.
Los materiales que se utilizan a día de hoy para fabricar procesadores y componentes de memoria han sido sustituidos por este nuevo material basado en selenito de bismuto, presentando, cuando se utilizan granos de tamaño inferior a 6 nm, una eficiencia a la hora de conducir la energía 18 veces mayor que la de los materiales actuales.
“Utilizar el proceso habitual de sputtering (nota: de chorro) para fabricar materiales cuánticos como el aislante topológico basado en selenito de bismuto va en contra de lo que todos los investigadores del equipo podrían pensar que es correcto, y de hecho no encaja en las teorías existentes”, comenzó diciendo el profesor Jian-Ping Want, líder del equipo de investigación, “Hace cuatro años comenzamos a desarrollar la idea de buscar una manera práctica de mejorar los aislantes topológicos que se utilizan para fabricar procesadores y componentes de memoria, y este descubrimiento nos ha llevado a formular nuevas teorías al respecto. La investigación consiste en ser paciente y colaborar con todo el equipo, y en esta ocasión nos ha tocado el gordo”.
Por el momento, no se puede utilizar el nuevo material en fabricación en masa
Ahora viene el gran problema; han descubierto un nuevo material que multiplica la eficiencia por 18, pero la parte mala es que al ser un material cuántico no es algo que se pueda aplicar a la producción en masa con los métodos de fabricación actuales. Desafortunadamente, aunque el descubrimiento de este nuevo material es muy prometedor, necesitan realizar unos procesos llamados “epitaxia de haz molecular” y “crecimiento monocristalino”, que de momento no se pueden implementar para producción en masa.
¿Significa esto que el descubrimiento no sirve para nada? No necesariamente. Solo significa que habrá que esperar más tiempo e investigar de qué manera pueden implementar el nuevo material en la producción en masa.
