Hemos visto durante gran parte del tiempo cómo los componentes orientados al uso de dispositivos son cada vez más pequeños. Sucede que hemos visto grandes avances en tecnología y los científicos están buscando el próximo boom respecto a los chips informáticos. Si antes pensábamos que todo lo haríamos a través de ordenadores, los móviles inteligentes se pusieron enfrente, además de otros dispositivos como tabletas, para indicarnos que el espectro es más amplio.
Una buena parte de investigadores confía en que los materiales bidimensionales podrían ser clave para el desarrollo de chips futuros. Son ultrafinos y se forman desde una o pocas capas atómicas. El inconveniente es que una nueva investigación podría sugerir que estos materiales no funcionarían como se espera en la tecnología de chips de la actualidad. Todo desemboca en la combinación de materiales bidimensionales con las capas aislantes para los dispositivos electrónicos. El resultado es una brecha inevitable a escala atómica entre ellos. La industria de semiconductores está a tiempo de evitar un gasto mayor por algo que podría no funcionar, no sin antes hacer los ajustes correctos.
La Universidad Técnica de Viena se interesa por la electrónica 2D y los semiconductores
De acuerdo con el profesor Mahdi Pourfath del Instituto de Microelectrónica de la universidad mencionada, los investigadores se han encontrado fascinados por las propiedades de las que gozan los materiales bidimensionales, tales como el grafeno o el disulfuro de molibdeno. El problema es que un material de estas características no puede constituirse solo como un dispositivo electrónico; es necesario contar con una capa aislante que vendría siendo un óxido. Aquí es donde comienzan las complicaciones viéndolo desde la perspectiva de ciencia de los materiales.
Los transistores de esta época logran funcionar por la conmutación del semiconductor entre estados conductores y no conductores. En el futuro planean que el semiconductor pueda ser un material bidimensional. En el caso de que los dispositivos sean pequeños y eficientes, como suele ser en la actualidad, pero aún más en el futuro, la capa aislante debe ser extremadamente delgada. En una escala atómica, es un problema descubierto por los investigadores.
La unión entre ellos podría ser relativamente débil. Pueden unirse y mantenerse por las llamadas fuerzas de van der Waals. El inconveniente final es que siempre habrá un espacio sobrante, por lo que las dos capas de materiales bidimensionales y capas aislantes no entrarán en contacto directo. La distancia es de 0,14 nanómetros, muy delgada. Por lo que la separación provoca la debilidad del acoplamiento capacitivo entre capas. No importa cuán buenas sean las propiedades de los materiales; la separación siempre será el problema a resolver.
Podría existir una solución en otro tipo de materiales
El profesor Mahdi Pourfath indica que, si se desea lograr éxito con esta unión, la capa activa y la capa aislante de los futuros semiconductores deberían diseñarse en conjunto desde un principio. Existe una solución al problema y es a través de los llamados materiales de cremallera.
El semiconductor y la capa aislante están unidos con mucho más fuerza sin depender de otras. Es ahí cuando se elimina ese espacio de 0.14 nanómetros. Afortunadamente, los investigadores siguen trabajando para poder predecir qué materiales son los adecuados. Hay que poner atención especial en las capas aislantes; está bien decidirse por los materiales en 2D, pero siempre y cuando se puedan poner todos los actores en la balanza.