El silicio uno de los elementos más abundante de la corteza terrestre y de vital importancia para la tecnología de semiconductores, que hasta ahora ha hecho maravillas para el avance de nuestra sociedad por su uso versátil y sus increíbles capacidades parece haber alcanzado un posible punto final, ya que los transistores solo pueden reducirse a un cierto tamaño y no más. Por lo tanto, existe una necesidad apremiante de complementar la tecnología con nuevos materiales, es aquí donde un grupo de investigadores internacionales sugieren que el grafeno y los materiales bidimensionales (2D) pueden ofrecer una nueva esperanza.
El desarrollo de la electrónica, la automatización, las computadoras, las cámaras digitales y los teléfonos inteligentes están basados en el Silicio y su tecnología de base se ha disparado, reduciendo el tamaño físico de los dispositivos y cables a dimensiones nanometricas, pero todo parece llegar a un final, pues los transistores solo pueden reducirse hasta un cierto tamaño. En este sentido, la ciencia busca complementar la tecnología del silicio con nuevos materiales y de esa manera, cumplir con los requisitos informáticos futuros, así como las necesidades de diversificación de las aplicaciones.
Ahora, el grafeno y los materiales bidimensionales (2D) relacionados ofrecen perspectivas de avances sin precedentes en el rendimiento del dispositivo en el límite atómico. Su sorprendente potencial ha demostrado ser una posible solución para superar las limitaciones de la tecnología de silicio, donde la combinación de materiales 2D con chips de silicio promete superar las limitaciones tecnológicas actuales.
En un nuevo artículo de revisión en Nature, un equipo de investigadores internacionales, incluidos los investigadores de ICFO Dr. Stijn Goossens y el profesor de ICREA en ICFO Frank Koppens, y los líderes industriales de IMEC y TSMC se han unido para proporcionar una revisión profunda y exhaustiva sobre las oportunidades, progreso y desafíos de la integración de materiales atómicamente delgados con tecnología basada en Silicio. Proporcionan información sobre cómo y por qué los materiales 2D, pueden superar los desafíos actuales planteados por la tecnología existente y cómo pueden mejorar tanto la función como el rendimiento de los componentes del dispositivo, para mejorar las características de las tecnologías futuras, en las áreas de computación y Aplicaciones no computacionales.
Para aplicaciones no computacionales, revisan la posible integración de estos materiales para cámaras futuras, comunicaciones de datos ópticos de baja potencia y sensores de gas y biosensores. En particular, los sensores de imagen y los fotodetectores, son áreas donde el grafeno y los materiales 2D podrían permitir una nueva visión en el rango de infrarrojos y terahercios además del rango visible del espectro. Estos pueden servir, por ejemplo, en vehículos autónomos, seguridad en aeropuertos y realidad aumentada.
Para los sistemas computacionales, y en particular en el campo de los transistores, muestran cómo los desafíos como el dopaje, la resistencia de contacto y la dieléctrica/encapsulación se pueden disminuir al integrar los materiales 2D con tecnología Si. Los materiales 2D también podrían mejorar radicalmente la memoria y los dispositivos de almacenamiento de datos con nuevos mecanismos de conmutación para estructuras meta-aislantes de metal, evitar las corrientes furtivas en los arreglos de memoria, o incluso impulsar las ganancias de rendimiento de los circuitos basados en cable de cobre al adherir grafeno a los materiales de barrera de cobre ultradelgados y así reduce la resistencia, la dispersión y el autocalentamiento.
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