Technology Mexico Santa María Tonantzintla, Puebla, Wednesday, December 15 of 2010, 14:44

Se realiza en INAOE investigación sobre la cuantización del efecto Hall a temperatura ambiente en Silicio

“Con esta investigación, el Silicio amplía sus posibilidades como elemento básico de los circuitos integrados en las próximas décadas”, dice en entrevista el Dr. Edmundo Gutiérrez, líder del proyecto

GR/INAOE/DiCYT/DICYT Santa María Tonantzintla, a 14 de diciembre de 2010.- Desde hace varias décadas, la comunidad científica que trabaja con el Silicio ha estado buscando los límites de este material empleado por la industria electrónica para fabricar circuitos integrados. En este contexto, una investigación excepcional realizada en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) en colaboración con la empresa IMB ha inducido electromagnéticamente capas de Silicio con un espesor de tres átomos: “Con este experimento se han logrado reproducir los resultados del Grafeno, por lo que podemos concluir de momento que el Silicio seguirá ocupando un nicho predominante en la industria de semiconductores”, comenta en entrevista el líder del proyecto, el Dr. Edmundo Gutiérrez, investigador de dicho Instituto ubicado en Puebla, México.

 

Como se recordará, el pasado 5 de octubre la Real Academia de Ciencias de Suecia otorgó el Premio Nóbel de Física a Andre Geim y Konstantin Novoselov, de la Universidad de Manchester, por desarrollar un nuevo material, el Grafeno, que es una lámina de Carbono de tan sólo un átomo de espesor. El comunicado de prensa de la Real Academia ese día indicaba que el Carbono en esta forma “tiene propiedades excepcionales que se originan en el mundo de la física cuántica”. Este nuevo material no sólo es el más delgado sino también el más fuerte; es un extraordinario conductor de la electricidad; es casi transparente pero también muy denso. Con sus capas monoatómicas posee propiedad eléctricas muy superiores a las del Silicio. El Grafeno puede revolucionar la industria electrónica. “Se espera que los transistores de Grafeno sean sustancialmente más rápidos que los transistores de silicio”  (http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/press.html).

 

En entrevista, el Dr. Edmundo Gutiérrez, investigador de la Coordinación de Electrónica del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), agrega: “El Grafeno se puede comportar como súper conductor y no requiere de bajas temperaturas de operación o, bien, con él se pueden generar dispositivos que operen a velocidades muy altas con bajo costo. Puede también revolucionar todo el mundo de la electrónica y de los sistemas de detección térmica, óptica y magnética”.

 

En 2007, recuerda el Dr. Gutiérrez, el propio Novoselov reportó el efecto Hall cuantizado en Grafeno, por lo que en ese momento concluyó que reemplazaría al Silicio. El efecto Hall consiste en la aparición de un campo eléctrico en un conductor cuando es atravesado por un campo magnético. Su descubridor fue Edwin Herbert Hall. En 1985 Klaus von Klitzing descubrió el efecto Hall cuántico, lo que le valió el Premio Nobel de Física (fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Hall).

 

El experimento realizado en el INAOE en colaboración con IBM ha demostrado este mismo efecto Hall en Silicio a temperatura ambiente. Desde hace año y medio el equipo del Dr. Edmundo Gutiérrez ha inducido láminas de Silicio con espesores menores a un nanómetro –esto es, entre cuatro y cinco capas atómicas. Ya han obtenido láminas de tan sólo tres capas atómicas de espesor por 50 de largo, “cosa que se empieza a parecer al Grafeno”, apunta, y añade: “Se ha hablado mucho en el sentido de que el Grafeno va a sustituir al Silicio, pero con este experimento podemos demostrar que el Silicio seguirá siendo el material de fabricación de los circuitos integrados por décadas. Toda la industria puede seguir trabajando en la misma dirección. Lo que más nos interesa a nosotros es entender la física detrás de esto”.

 

El citado proyecto tiene varias vertientes: “Una es la vinculación con el sector industrial, tenemos un proyecto de colaboración con IBM que por el momento ha permitido que los estudiantes del INAOE puedan realizar estancias en dicha compañía en Estados Unidos y también permite la visita de investigadores de la misma en el INAOE”.

 

Por otro lado están el interés científico y la obtención de patentes con impacto en empresas que desarrollan equipo de caracterización, ya que el grupo liderado por Edmundo Gutiérrez ha empleado en el laboratorio una nueva técnica para caracterizar dispositivos con dimensiones atómicas: “Es un experimento propio que no usa técnicas convencionales,” indica.

 

Finalmente, el Dr. Edmundo Gutiérrez agrega que el Grafeno y el Silicio en dimensiones tan pequeñas no sólo tienen que ver con la posibilidad de desarrollar a futuro circuitos integrados más eficientes y a menor costo: “Lo que es fascinante es que todo esto tiene que ver con el tema de la miniaturización. Las cosas no funcionan igual a nivel atómico, la mecánica de los cuerpos es muy diferente. En estas dimensiones podemos encontrar cuasi-partículas con una masa efectiva reducida que pueden moverse a velocidades cercanas a un décimo de la de la luz, podemos encontrar regiones donde el transporte o transferencia de carga puede pasar desde la fase aislante hasta la de cuasi-superconductividad”.