18/10/2013 - Desarrollo de nuevos transistores con grafeno

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El Laboratorio de Bajas Temperaturas de la Universidad de Salamanca trabaja en el desarrollo de nuevos transistores realizados en grafeno que permitirían avanzar extraordinariamente en el campo de las telecomunicaciones. Si en la actualidad los ordenadores más rápidos se mueven en el rango de los gigahercios (GHz), teóricamente el uso de grafeno puede abrir la puerta a multiplicar su velocidad y llegar a los terahercios (THz).

Por eso, esta línea de investigación busca “un transistor fabricado en grafeno capaz de detectar terahercios a temperatura ambiente”, explica a DiCYT el máximo responsable del Laboratorio de Bajas Temperaturas, Enrique Díez. “El terahercio es una unidad de medida que está en la frontera entre la electrónica y la óptica. Si pensamos en los chips de los ordenadores, actualmente nos hemos quedado en los gigahercios”, señala el experto, “no hay microprocesadores en terahercios porque es una frecuencia tan alta que no se transmite por cables normales”.

Enrique Díez, en el Laboratorio de Bajas Temperaturas de la Universidad de Salamanca

Sin embargo, “el grafeno nos da la posibilidad de tener un material muy barato con características idóneas para el terahercio”. Sin embargo, para que se pueda utilizar los científicos tienen que superar muchos problemas relacionados con la eficacia de este material y la forma de procesarlo es clave. “Vamos haciendo los chips uno a uno y probando su funcionamiento”, comenta Enrique Díez.

El grafeno es un material derivado del grafito que está compuesto tan solo por una capa de átomos de carbono, tiene unas propiedades extraordinarias y, en teoría, podría sustituir al silicio como material básico para toda la industria electrónica.

Procesar este material significa que los investigadores crean contactos eléctricos y estudian sus propiedades para ver las posibilidades de fabricar nanotransistores mejores, más potentes, más baratos y con mejores propiedades y para ello hace falta un complejo equipamiento. En cualquier caso, el interés de los científicos de la Universidad de Salamanca se centra en el análisis de las propiedades del grafeno más que en la posibilidad de fabricar dispositivos tecnológicos en serie, una opción aún lejana.

Sala Blanca de Nanotecnología

Para avanzar en este trabajo será fundamental contar con la Sala Blanca de Nanotecnología que próximamente estará a disposición de los investigadores en el nuevo Edificio de I+D+i de la Universidad de Salamanca, un espacio con una atmósfera especial, libre de partículas y con condiciones estables de temperatura, humedad o luz para procesar y caracterizar circuitos integrados o dispositivos electrónicos. Lo más importante es que contará con avanzados equipos que permiten procesar los nanomateriales. Hasta ahora, los investigadores salmantinos tienen que desplazarse a Madrid para realizar el procesado de los materiales semiconductores con los que trabaja.

Las principales aplicaciones de la tecnología de terahercios se sitúan en campos como la seguridad y la medicina. Por ejemplo, la calidad de los escáneres como los que se utilizan en los aeropuertos aumentaría hasta ser capaces de generar imágenes que atraviesen las prendas textiles gracias a dispositivos que funcionarían a temperatura ambiente. Las posibilidades en el ámbito sanitario también son muy amplias.

Los investigadores del Laboratorio de Bajas Temperaturas trabajan con el grafeno y en la fabricación de los dispositivos, pero colaboran estrechamente en este trabajo con Yahya Meziani, otro científico de la Universidad de Salamanca que ha montado un laboratorio específico sobre terahercios.

Laboratorio pionero

El Laboratorio de Bajas Temperaturas puede realizar experimentos con temperaturas muy cercanas al cero absoluto, es decir, -273 grados centígrados, en concreto, 10 milikelvin. “Algunos materiales cambian radicalmente sus propiedades cuando están a temperaturas tan bajas”, explica el investigador. Además, dichos materiales se someten a campos magnéticos de 12 teslas, es decir, 120.000 veces el campo magnético terrestre. Todo ello sirve para trabajar con partículas tan pequeñas como la millonésima parte de un milímetro y procesar materiales semiconductores que sólo funcionan a bajas temperaturas.

 Este laboratorio fue pionero en Europa en la implantación de la técnica de tubos pulsados, que permite sustituir sistemas de refrigeración muy costosos como el helio líquido por simple electricidad. Ahora pretende seguir en la vanguardia de este tipo de investigación gracias a la Sala Blanca.

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José Pichel Andrés/DICYT

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