Artículo publicado el 16 de septiembre de 2013 en UAM
El trabajo se publica en Nature Nanotecnology.
El nuevo interruptor atómico podría ser utilizado como el elemento de memoria más pequeño hasta ahora fabricado.
Avances recientes en Nanotecnología han
permitido miniaturizar a escala atómica los interruptores electrónicos.
Ahora, un equipo internacional de científicos de la Universidad de
Constanza en Alemania —en el que se encuentra el físico Juan Carlos
Cuevas de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM)— ha demostrado que un
nanohilo de aluminio puede usarse como un interruptor que se enciende y
se apaga controlando eléctricamente la posición de un único átomo.
Interruptor de un átomo Crédito: UAM
De acuerdo con el trabajo publicado recientemente en la revista Nature Nanotechnology, estos interruptores atómicos podrían convertirse en los elementos de memoria no volátil más pequeños que hasta ahora se hayan desarrollado para el almacenamiento de información.
Los experimentos que llevaron a estas
conclusiones debieron realizarse a muy bajas temperaturas (por debajo de
1 K), ya que es en estas condiciones que el aluminio se convierte en un
material superconductor.
Alcanzar la superconductividad del
aluminio permitió a los científicos utilizar las características
corriente-voltaje para revelar las propiedades cuánticas de transporte
en ambas posiciones del interruptor (apagado y encendido).
“En los experimentos se utilizó un
puente metálico basado en una película delgada o nanohilo de aluminio
—explica Juan Carlos Cuevas—. Este puente se rompe primero de forma
controlada por medios mecánicos para formar un contacto con apenas unos
pocos átomos en su parte más estrecha. Después se hace pasar una
corriente eléctrica mediante un complejo protocolo, hasta que se
consigue que el nanohilo exhiba dos valores de la resistencia eléctrica
bien definidos. Cuando esto ocurre, el nanocircuito se comporta como un
interruptor electrónico”, completa el físico de la UAM.
En el plano teórico los investigadores
llevaron a cabo simulaciones por ordenador para averiguar las
configuraciones atómicas que se generan en el interruptor. Estas
simulaciones, combinadas con un teoría cuántica de la conducción
eléctrica, permitieron a los científicos demostrar que el proceso de
conmutación del interruptor se produce por la reordenación de un solo
átomo inducida por el paso de la corriente.
Arquitectura sencilla
En su trabajo los científicos señalan
que una de las ventajas esenciales de este nuevo tipo de interruptores
es su arquitectura, la cual se basa en una sencilla configuración de dos
electrodos.
“La fabricación de un dispositivo con
tres electrodos, que es la estrategia que se había seguido hasta ahora,
es considerablemente más compleja, especialmente a escala atómica. Esto
—explica Cuevas— es debido a la diferente función de los electrodos: dos
de ellos sirven como cables de corriente, mientras que por el tercero
no circula la corriente y es responsable del encendido o apagado del
interruptor”.
En el nuevo interruptor atómico la
conmutación se lleva a cabo con la ayuda de los mismos dos cables que se
emplean para la lectura de su estado. La simplicidad de este diseño
podría facilitar su uso en dispositivos reales en un futuro cercano.
Referencia bibliográfica: C. Schirm, M. Matt, F. Pauly, J.C. Cuevas, P. Nielaba and E. Scheer, A current-driven single-atom memory, Nature Nanotechnology 8, 645 (2013).
Fecha Original: 16 de septiembre de 2013
Enlace Original
No hay comentarios:
Publicar un comentario