INTEC investiga materiales de escala atómica para la próxima generación de semiconductores

Investigadores de la universidad estudian una combinación de borofeno y grafino con potencial para desarrollar dispositivos electrónicos Beyond-CMOS y abrir nuevas rutas frente a los límites de la tecnología que se utiliza a nivel mundial basada en silicio

SANTO DOMINGO - Investigadores del Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC) estudian materiales de escala atómica, extremadamente delgados, que en el futuro podrían utilizarse para fabricar semiconductores, microchips y dispositivos electrónicos, más pequeños y eficaces.

La investigación busca aportar soluciones a uno de los principales retos de la industria tecnológica: el silicio, material utilizado actualmente para fabricar gran parte de los chips, está llegando a límites físicos que dificultan continuar reduciendo el tamaño de los componentes electrónicos. El estudio, titulado Compuesto de borofeno-grafino (BGC) para electrónica más allá de CMOS: un marco falsable de primeros principios, fonones, dinámica molecular y transporte cuántico, fue desarrollado por Baldo Alberto Luigi Dalporto, Sabine Mary y Santiago Gallur, docentes e investigadores del INTEC.

Los chips están presentes en dispositivos de uso cotidiano como teléfonos celulares, computadoras y vehículos, así como en los grandes centros de datos que sostienen numerosos servicios digitales. 

Para continuar aumentando su capacidad y reducir su tamaño, la ciencia investiga materiales que puedan funcionar a escalas mucho menores que las actuales. La investigación físico-teórica busca identificar materiales capaces de sostener la próxima generación de chips y microchips utilizados en teléfonos, computadoras, vehículos y centros de datos, ante los límites de tamaño que presenta el silicio en la industria de semiconductores.

Como parte de la investigación, los investigadores de INTEC combinan dos tipos de materiales: borofeno, compuesto por átomos de boro, y otra de grafino, formada por carbono. El objetivo es comprobar si la combinación de ambos puede controlar el paso de la electricidad. Si se consigue mantener ese control a escala atómica, podría servir como base para la fabricación de componentes y dispositivos electrónicos más pequeños y para la creación de tecnologías que sustituyan a las actuales, basadas en silicio.

Mientras buena parte de la industria continúa utilizando procesos de fabricación de decenas o cientos de nanómetros, algunos desarrollados hace décadas, el INTEC investiga materiales bidimensionales cuyo espesor se mide en fracciones de un nanómetro, una dimensión cercana a la escala de los propios átomos.

Industria de semiconductores

El estudio del INTEC forma parte del campo conocido como Beyond-CMOS, que investiga materiales y mecanismos capaces de reducir voltaje, fugas y consumo energético en generaciones futuras de dispositivos electrónicos. El propio trabajo establece que el escalado de transistores depende cada vez más de materiales capaces de conservar control electrostático con espesores atómicos.

Entre las aplicaciones evaluadas figura el transistor de efecto de campo por tunelamiento, conocido como TFET, un dispositivo que utiliza fenómenos de tunelamiento cuántico para controlar el paso de corriente. Los investigadores plantean que una configuración con propiedades adecuadas podría utilizarse posteriormente en transistores, sensores, dispositivos de capacitancia cuántica, plasmónica y diodos de tunelamiento.

El trabajo sitúa al INTEC dentro de la investigación sobre materiales de escala atómica y tecnologías orientadas a las próximas generaciones de la industria de semiconductores.

Sobre los docentes investigadores del INTEC

Baldo Alberto Luigi Dalporto es docente e investigador del Área de Ingenierías del INTEC, ingeniero electrónico y físico nuclear, especializado en electrónica aplicada a la física y autor principal del estudio. En la investigación estuvo a cargo de la conceptualización, metodología, administración del proyecto, visualización y redacción del trabajo. También pertenece al Institute of Electrical and Electronics Engineers, Institution of Engineering and Technology, la American Physical Society y la Red de Estudios sobre Educación.

Sabine Mary es investigadora del INTEC y coautora del estudio. Su participación se concentró en la metodología, validación y supervisión científica de la investigación En tanto que Santiago Gallur es investigador del INTEC y coautor del trabajo. Participó en la conceptualización, análisis formal, metodología y validación del estudio, así como en la revisión de su contenido científico.