Los avances de la nanoelectrónica

1. FISICA ELECTRONICA
NANOELECTRONICA
TEODULO ANDRES BAMBAREN ALCALAINGENIERIA DE SISTEMAS – IV CICLO

2. ¿QUÉ ES LA NANOLELECTRÓNICA?
La Nanoelectrónica es la rama de la
electrónica referente a los circuitos
electrónicos miniaturizados integrados
en chips semiconductores, siendo su
elemento de base el transistor. Hasta
hace poco, el tamaño de los
transistores se medía en micrómetros
(µm: microelectrónica), pero hoy en día
se fabrican transistores de 90 o 65 nanómetros (nm:
nanoelectrónica).
Nanoelectrónica se refieren al uso de la nanotecnología en los
componentes electrónicos, especialmente transistores. Aunque el
término nanotecnología se define generalmente como la
utilización de la tecnología de menos de 100 nm de tamaño,

3. ¿QUÉ ES LA NANOLELECTRÓNICA?
la nanoelectrónica menudo se refieren a dispositivos de
transistores que son tan pequeñas que las interacciones inter-
atómicas y las propiedades de la mecánica cuántica tienen que
ser estudiado de forma exhaustiva. Como resultado, los
presentes transistores no entran en esta categoría, a pesar de
que estos dispositivos se fabrican con 45 nm, 32 nm o 22 nm
tecnología.
Nanoelectrónica a veces se consideran como tecnología
disruptiva debido actuales candidatos son significativamente
diferentes de transistores tradicionales. Algunos de estos
candidatos son: electrónica híbridos moleculares/semiconductor,
uno nanotubos/nanohilos dimensiones, o la electrónica molecular
avanzadas.

4. APLICACIÓN DE DISPOSITIVOS
NANOLELECTRÓNICOS
Los procesos de producción de alta tecnología actuales se basan
en tapa tradicional por las estrategias, en los que la
nanotecnología ya se ha introducido en silencio. La escala de
longitud crítica de los circuitos integrados ya en la nanoescala
con respecto a la longitud de la puerta de los transistores en los
dispositivos de CPU o memoria DRAM de la computadoras
La Nanoelectrónica mantiene la promesa de hacer los
procesadores más poderosos que son posibles con técnicas
convencionales de fabricación de semiconductores. Actualmente
se están investigando una serie de enfoques, incluyendo nuevas
formas de nanolitografía, así como el uso de nanomateriales tales
como nanocables o moléculas pequeñas en lugar de los
componentes CMOS tradicionales.

5. APLICACIÓN DE DISPOSITIVOS
NANOLELECTRÓNICOS
Transistores de efecto de campo se han hecho con las dos nanotubos
de carbono semiconductores y con nanocables semiconductores
heterostructured. En 1999, el transistor CMOS desarrollado en el
Laboratorio de Electrónica y Tecnología de la Información en Grenoble,
Francia, probó los límites de los principios del transistor MOSFET con
un diámetro de 18 nm. Esto era casi un décimo del tamaño del
transistor más pequeño industrial en 2003. Permitió la integración
teórica de siete mil millones de cruces en una moneda de 1. Sin
embargo, el transistor CMOS, que se creó en 1999, no era una simple
experimento de investigación para estudiar cómo funciona la tecnología
CMOS, sino más bien una demostración de cómo funciona esta
tecnología, ahora que nosotros estamos recibiendo cada vez más a
trabajar a escala molecular. Hoy en día sería imposible de dominar el
conjunto coordinado de un gran número de estos transistores en un
circuito y que también sería imposible para crear esta en un nivel
industrial.

6. Descubren una técnica para mejorar
a nivel nanoelectrónico
La nanoelectrónica tiene ante sí una puerta nueva para
experimentar. Con esta investigación se comprime la luz y se
aumenta su intensidad para ganar en rendimiento.
Una de las tendencias en dispositivos electrónicos que más
tiempo lleva funcionando es la reducción del tamaño. Desde las
primeras computadoras que ocupaban salas enteras, se ha
llegado a terminales móviles en los que se pueden introducir
capacidades superiores a las que tenían los ordenadores
personales de hace sólo unos años. Sin embargo, ya han
empezado a surgir voces que hablan de la proximidad de los
límites físicos existentes con las técnicas actuales. Una
investigación conjunta de varios centros ha buscado nuevos
caminos para seguir avanzando en la nanoelectrónica.

7. Descubren una técnica para mejorar
a nivel nanoelectrónico
Diferentes equipos de trabajo de la Universidad de Minnesota, el
Argonne National Laboratory (en Chicago) y la Universidad Nacional
de Seúl han publicado en la revista Nature Communications una
investigación relativa al uso de nanoestructuras, que permitiría
evolucionar los dispositivos eléctricos y ópticos. Una disminución de
tamaño y una mayor eficacia son las cualidades que aporta este
descubrimiento a la electrónica.
Han trabajado a nivel atómico con una técnica que han bautizado
como atomic layer lithography (algo así como litografía sobre capa
atómica). Usándola es posible construir sensores extremadamente
pequeños con una sensibilidad superior a los estándares actuales.
Uno de los conductores de la investigación, el profesor de Ingeniería
Informática y Eléctrica de la Universidad de Minnesota, Sang Hyun
Oh, ha hecho hincapié en el mundo de posibilidades que abre este
trabajo para experimentar a un nivel de nanoescala.

8. Avances de la Nanoelectronica
Entre los más importantes avances científicos y
tecnológicos que han permitido el surgimiento de la
nanoelectrónica, se pueden señalar la invención del
microscopio de efecto túnel (STM) en 1981 y la
puesta a punto, en esos años, de tecnologías como la
epitaxia de haces moleculares (MBE) y la fotolitografía
de haces de electrones lo que
posibilitó la obtención de capas
cuasi-monoatómicas de diferentes
materiales semiconductores y
delimitar estructuras nanométricas.

9. Nuevo descubrimiento de
investigadores del IFIR
Investigadores del Instituto de Física Rosario (IFIR) dependiente
del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
(CONICET) y de la Universidad Nacional de Rosario (UNR) han
descubierto un nuevo ordenamiento de los materiales
ferroeléctricos en la nano-escala relevante para el campo de la
nanoelectrónica. Aprovechando estos avances científicos se
podrá reducir considerablemente el tamaño de los dispositivos
tecnológicos, dando un paso importante a lo largo del camino
hacia el desarrollo de nano sensores ferroeléctricos y de fuentes
útiles de energía para dispositivos a nano- escala.
Los científicos pudieron comprobar que es posible estabilizar un
estado ferroeléctrico en nanopartículas con tamaños inferiores a
los 10 nm, siendo el factor clave para la estabilización de este
estado la relación entre el ancho y el alto de la partícula.

10. Nuevo descubrimiento de
investigadores del IFIR
"Hemos descubierto que la ferroelectricidad en la nanoescala se
genera a partir de un ordenamiento geométrico novedoso" indicó
el Dr. Stachiotti, "el mismo involucra el alineamiento de vórtices
de polarización formando una especie de doughnut (rosquilla), la
cual concentra la región ferroeléctrica en su centro. A esta
característica la bautizamos ferroelectricidad toroidal".
En lo que respecta a sus características, en estos materiales
existía una dificultad intrínseca para ser utilizados en el desarrollo
de dispositivos electrónicos con componentes de tamaño
nanométrico. En este sentido y previo a este descubrimiento
ciertos estudios indicaban que la ferroelectricidad se destruía
cuando las dimensiones del material se reducen al nivel de la
nano escala.

11. APLICACIONES A LARGO PLAZO
Miniaturización de circuitos integrados: Esta objetivo sigue siendo
esencial para el desarrollo de la electrónica tal y como la
conocemos hoy día. Se cree que la tecnología de 22 nm estará
disponible en unos 10 años.

12. APLICACIONES A LARGO PLAZO
Cristales fotónicos, con mejores rendimientos para focalizar
haces de luz, mejorando la eficiencia de las guías de luz. Por
ejemplo, un típico cristal fotónico podría estar basado en redes de
agujeros realizados en un dieléctrico, cada uno fabricado con una
precisión inferior a los 10 nm. Las imperfecciones deben ser
necesariamente pequeñas porque en caso contrario se degradan
las bandas prohibidas de estos dispositivos.

13. APLICACIONES A LARGO PLAZO
Los nanocientíficos sueñan con desarrollar
una computadora cuántica, un dispositivo del
tamaño de un grano de arena que podría ser
más rápido y potente que los PCs modernos.
Ya han identificado a los diminutos átomos
artificiales llamados "puntos cuánticos" como
los materiales más probables para construir
estas máquinas, pero se han visto
desconcertados por la conducta impredecible
de estos puntos a escala nanométrica.
Computación cuántica y criptografía cuántica: Los puntos cuánticos
basados en semiconductores son candidatos ideales para fabricar
dispositivos que permitan aplicar todas las teorías que ya existen
sobre computación y criptografía cuánticas.

14. APLICACIONES A LARGO PLAZO
Sensores: El sensor ideal es aquel de pequeño tamaño que resulte
mínimamente invasivo.
Debemos tener en cuenta que mientras se esta escribiendo un articulo con
respecto a los futuros posibles avances de la tecnología en general, estos
ya pueden estar siendo realidad, debido al vertiginosa velocidad con que
suceden estos hechos en la ciencia y tecnología, y esta frase a largo plazo
puede estar convertida realmente en un cortísimo plazo.
Para fabricar un dispositivo
de 1 mm2 que contenga una
fuente de alimentación, el
sensor y el transmisor de la
señal es indudable que se
requiere una alta
miniaturización.

15. REFERENCIAS:
• http://www.acercandonaciones.com/news/nanotecnologia-en-
argentina.html
• http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/category/foro-
debate-sobre-nanotecnologia/page/2/
• http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_123265.html
• http://blogthinkbig.com/tecnica-mejorar-nivel-nanoelectronica/
• http://www.ecured.cu/index.php/Nanoelectr%C3%B3nica
• http://web.fceia.unr.edu.ar/es/noticias-de-la-fceia/341-investigadores-
de-ifir-conicet-unr-descubrieron-un-nuevo-ordenamiento-de-los-
materiales-ferroelectricos-en-la-nano-tecnologia.html
• http://www.hoytecnologia.com/noticias/GAIA:-transicion-
nanoeletronica-vital/38649
• http://perez-jose.blogspot.com/
• http://www.solociencia.com/informatica/05041502.htm