Un grupo de investigadores de la Universidad de California, en Berkeley (EE.UU.), ha diseñado un nuevo elemento integrado en los transistores de una computadora que permitirá que esta funcione con menos energía sin afectar la velocidad, tamaño o rendimiento, informó este jueves la institución científica.
El nuevo componente, conocido como ‘óxido de puerta’ es una capa delgada de material que permite reducir la cantidad de voltaje requerida para controlar los transistores a través del encendido y apagado de los mismos, logrando un aumento en la eficiencia energética de la computadora.
De acuerdo con los investigadores, esto se debe al efecto conocido como ‘capacitancia negativa’, el cual solo se podía obtener anteriormente en materiales ferroeléctricos llamados perovskitas, cuyas estructuras cristalinas son incompatibles con el silicio empleado en los transistores computacionales.
En la nueva investigación, publicada en la revista Nature, se reveló que este efecto se puede alcanzar al combinar el óxido de hafnio con el óxido de circonio en una estructura cristalina diseñada conocida como ‘super red’, que es compatible con transistores avanzados fabricados con silicio, además de que puede conducir ferroelectricidad y antiferroelectricidad de manera simultánea.
El equipo de científicos, liderado por el profesor Sayeef Salahuddin, detalló que se logró un mejor efecto de capacitancia negativa al utilizar la estructura de la ‘super red’, que está compuesta por tres capas atómicas de óxido de circonio intercaladas entre dos capas atómicas de óxido de hafnio puestas de forma individual. Esta estructura tiene un espesor total de 2 nanómetros.
Para probar el rendimiento de la ‘super red’ como óxido de puerta se fabricaron transistores de canal corto, y se observó que estos dispositivos requerían aproximadamente un 30 % menos de voltaje que los transistores existentes. «Hemos podido demostrar que nuestra tecnología de óxido de puerta es mejor que los transistores disponibles comercialmente», comentó Sayeef Salahuddin.
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