El problema de construir móviles, satélites y máquinas cada vez más pequeños y ligeros no es solo que resulta difícil y caro construir piezas tan minúsculas, sino que la naturaleza pone sus propios límites. A partir de un cierto umbral de tamaño, los circuitos no permiten el paso de electricidad, no soportan los cambios de temperatura o simplemente se quiebran con las vibraciones. La Mecánica cuántica, entre otros fenómenos, comienza a operar y provocar dificultades.
Un artículo publicado en «Science» ha movido un poco más allá los límites de esos umbrales de la naturaleza. Tal como han demostrado los investigadores, del Departamento de Energía del laboratorio Berkeley (Estados Unidos), se ha podido construir el transistor más pequeño hasta la fecha, con un tamaño de solo un nanómetro (500 veces más fino que una bacteria media, como Escherichia coli), cuando hasta ahora el límite mínimo estaba en los cinco nanómetros.
«Hemos hecho el transistor más pequeño hasta la fecha», ha dicho Ali Javey, director de la investigación. «Aquí mostramos un transistor de solo un nanómetro».
La importancia de los transistores
Los transistores son pequeños dispositivos semiconductores capaces de abrir o cerrar circuitos, o bien amplificar una señal. Son elementosfundamentales para crear circuitos que generen bits (ceros y unos), y son básicos para permitir el funcionamiento de chips en dispositivos electrónicos.
Gordon Moore, cofundador de Intel, predijo que la densidad de transistores en circuitos integrados se duplica cada dos años, lo que es esencial para que la curva de rendimiento de portátiles, móviles o televisiones siga en ascenso. Pero Moore no contaba con que en algún momento, los dispositivos llegarán a un tamaño mínimo, y que a partir de ahora será imposible seguir incrementando la densidad de transistores.
En este sentido, hasta ahora, la industria ya se había topado con uno de estos límites, porque ya había constatado que el silicio (el material básico de los chips) no permitía hacer transistores de menos de cinco nanómetros.
Pero este pequeño transistor experimental presentado hoy podría mantener viva la predicción de Moore. La clave ha sido usar nanotubos de un material, el disulfuro de molibdeno (MoS2), una molécula que parece tener futuras aplicaciones muy prometedoras en LEDs, lásers o células solares.
«Nuestra investigación muestra que los transistores de menos de cinco nanómetros son posibles. La industria ha estado exprimiendo hasta el último bit de capacidad del silicio. Pero al cambiar el silicio por el MoS2, podemos hacer un transistor de solo un nanómetro de longitud, y conseguir que funcione».
La tarea no es sencilla. El transistor es tan pequeño, que un fenómeno cuántico provocaba que la corriente de los electrones que pasan por el transistor queden fuera de control. Pero el nuevo material, el MoS2, es capaz de solventar este problema.
Tal como ha explicado Ali Javey, el nuevo diseño es apenas un concepto experimental. Aún no se ha metido dentro de un chip ni se han hecho millones de pruebas para comprobar su funcionamiento. Sin embargo, en su opinión «este trabajo es importante porque muestra que ya no estamos limitados por el umbral de los cinco nanómetros. La ley de Moore puede continuar viva más tiempo gracias a la ingeniería en materiales semiconductores y a la arquitectura de dispositivos». De momento parece que podremos confiar en que cada año que pasa los teléfonos sean más potentes.
