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Este transistor de grafeno podría permitir una velocidad de 100 GHz

transistor basado en grafeno

25/05/2016 - 15:03

Crean un transistor de grafeno con un consumo de energía muy bajo que podría incrementar la velocidad de reloj de los procesadores hasta alcanzar los 100 GHz.

Un equipo de científicos del Instituto de Física y Tecnología de Moscú (Rusia) y de la Universidad de Tohoku en Japón ha desarrollado un transistor a base de grafeno que ha demostrado tener un consumo de energía mucho más bajo que otros dispositivos similares. Gracias a esto, la velocidad de reloj de los procesadores se podría incrementar hasta alcanzar los 100 GHz.

La construcción de transistores que puedan funcionar a bajo voltajes bajos (menos de 0,5 voltios) es uno de los retos de la electrónica moderna. Esto es debido a que a una potencia menor, los componentes electrónicos se calientan menos, de forma que son capaces de funcionar a una velocidad de reloj más alta.

Los transistores de efecto túnel son una de las alternativas más prometedoras para conseguir una reducción en el consumo de energía y un incremento de la velocidad de reloj. A diferencia de los transistores convencionales, donde los electrones "saltan" por encima de la barrera de energía, en los de efecto túnel los electrones se "filtran"como consecuencia del efecto de túnel cuántico.

Sin embargo, en la mayoría de semiconductores la corriente del efecto túnel es muy pequeña y ello impide que los transistores basados en estos materiales se utilicen en los circuitos reales. 

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Para solucionar este problema, el equipo de investigadores ha propuesto un nuevo diseño basado en grafeno que permite aumentar la corriente de efecto túnel para que este tipo de transistor sea práctico. Para su fabricación, han utilizado técnicas de modelado de dos capas, y han descubierto que la banda de energía del grafeno bicapa, o el rango de energías que sus electrones pueden tener, tiene una forma distinta a la que producen la mayoría de los semiconductores. 

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Gracias a esta característica, el resultado final es el mismo que el de un transistor estándar, pero con la ventaja de que requiere una tensión mucho más baja. "Si los procesadores requieren menos energía, se generará menos calor, por lo que los sistemas de refrigeración serán de menor potencia y las velocidades de reloj pueden aumentar sin la preocupación de que el exceso de calor destruya el chip", asegura Dmitry Svintsov, responsable de la investigación.

Según los cálculos de los investigadores, el aumento de velocidad de reloj podría ser tan alto como dos órdenes de magnitud, pudiendo alcanzar los 100 GHz.

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