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Un avance en chips fotónicos puede revolucionar la informática
Científicos han desarrollado un método que permite crear nanoláseres directamente sobre una oblea de silicio
Científicos estadounidenses de la Universidad Berkeley en California, liderados por la profesora Connie Chang-Hasnain, han desarrollado un método que permite crear nanoláseres directamente sobre una oblea de silicio. Se trata de un gran avance, que allana el camino hacia una nueva clase de chips más veloces y eficaces. En ellos, el intercambio de datos entre sus componentes se realizará mediante interconexiones ópticas -basadas en la luz- en reemplazo de la de electricidad. ¿Los chips fotónicos están cada día más cerca?
Los científicos están buscando la forma de mejorar el rendimiento y velocidad de los chips que impulsan la industria informática. La creciente demanda de rendimiento en el campo de la electrónica en general y de la informática en particular han llevado a los investigadores a buscar la forma de utilizar la luz en lugar de la corriente eléctrica como transporte de datos en el interior de los chips. Varios equipos alrededor del mundo trabajan en el desarrollo de tecnologías que permitan crear “chips fotónicos” que utilicen fotones en lugar de electrones para hacer su magia, circuitos integrados que en teoría son capaces de funcionar a velocidades mucho más altas que los tradicionales.
El equipo estadounidense de la Universidad Berkeley California acaba de publicar un articulo en la revista Nature Photonics en el que da cuenta del desarrollo de una técnica que permite construir nanoláseres directamente sobre las obleas de silicio que -desde hace décadas- se emplean en la fabricación de circuitos integrados. El equipo ha sido dirigido por la profesora Connie Chang-Hasnain, quien declaró que este avance “repercutirá en un amplio abanico de tecnologías, incluidas la ciencia de materiales, la tecnología de transistores, la fabricación de láseres, la optoelectrónica y la física óptica”. La posibilidad de crear dispositivos láser directamente sobre el silicio posibilitará la creación de microprocesadores y chipsets en los que el intercambio de datos se basará en la luz en lugar de electricidad. Este aumento de velocidad podría resolver los “cuellos de botella” -cada vez más preocupantes- que aparecen en los microprocesadores multinúcleo.
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Nanotubos de Carbono para fabricar Nanopapel, 500x más fuerte y 10x más ligero que el acero
Los científicos están desarrollando un nuevo papel, compuesto por nanotubos de carbono entrelazados. Su nombre es “buckypaper” y será 500 veces más fuerte que el acero y en cambio será 10 veces más ligero.
Ben Wang, director del Instituto de materiales de alto rendimiento de Florida, ha estado llevando a cabo el desarrollo del nuevo material, siguiendo el trabajo anterior de Robert Curl Jr. y Richard E. Smalley, investigadores y ostentadores de un premio Nobel por el descubrimiento de que los nanotubos pueden alinearse juntos cuando se suspenden en una disolución y posteriormente filtrarlos a través de una malla para quedar en forma final de fina película. Refinando esa película se puede conseguir el buckypaper.
El Professor Wang afirma que la clave de la fuerza de los nanotubos, es la gran superficie de las moléculas de los nanotubos. En palabras textuales: ” Si cogieramos un gramo de nanotubos y extendiéramos cada tubo en una hoja de grafito, cubriríamos dos tercios de un campo de fútbol americano“….
Tecnologia de nanotubos
Efectivamente, el carbono puede dar lugar a un aislante eléctrico si se encuentra en forma de diamante, cuya estructura ocupa el espacio conformando una red 3D. Puede resultar un metal si adopta la estructura del grafito, conformada por planos grafeno, es decir, estructuras 2D. También puede resultar superconductor si se lo dopa convenientemente con otros elementos cuando conforma una estructura de fullereno llamada C60 (60 átomos de carbono conformando como una pelota de fútbol con parches hexagonales) que puede ser considerada como una estructura puntual (0D). Finalmente, en 1991 se encontró que también podía conformar una estructura unidimensional (1D), correspondiente al arrollamiento de un plano grafeno en sí mismo. Esto da a lugar a tubos de diámetros de alrededor de 1 nm y, según como haya sido unido el plano, puede resultar un material metálico o semiconductor. Hoy día pueden fabricarse de más de 100.000 nm (0.1 mm) de largo y pueden hacerse con un solo plano grafeno (de pared única, en inglés SWNT) o con muchos planos (de pared múltiple, MWNT). Existen métodos químicos que permiten hacer crecer un nanotubo de un contacto metálico a otro, por lo que representan el ideal de un cable unidimensional y con propiedades cuánticas.
Como pueden sintetizarse a partir de una substancia catalizadora también es posible hacerlos crecer sobre un substrato, a distancias regulares, simulando cepillos, pero en este caso con pelos conductores nanométricos. Esto es ideal para la fabricación de pantallas planas ultra pequeñas, ya que por sus dimensiones reducidas potencian el valor del campo eléctrico en sus puntas haciéndolos dispositivos ideales para la emisión de electrones.
Bibliografia aportes.educ.ar
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