Sólo para Ingenieros (335): Ingeniero desvela extraordinario giro en el futuro de los transistores con un innovador diseño.

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1 Sólo para Ingenieros (335): Ingeniero desvela extraordinario giro en el futuro de los transistores con un innovador diseño. Estimados colegas y amigos, Como usted seguramente conoce, un transistor es un dispositivo semiconductor usado para amplificar o conmutar señales electrónicas y energía eléctrica. Se compone de un material semiconductor (silicio) generalmente con al menos tres terminales para la conexión a un circuito externo. De hecho, una tensión o corriente aplicada a un par de terminales del transistor controla la corriente a través de otro par de terminales. Debido a que la potencia controlada (de salida) puede ser mayor que la potencia de control (entrada), un transistor puede amplificar una señal. Hoy en día, algunos transistores se fabrican individualmente, pero muchos más se encuentran embebidos en circuitos integrados, inclusive ya los empezamos a manejar a nivel nano. Definitivamente, el transistor es el elemento básico de los dispositivos electrónicos modernos, y esta presente en todos los sistemas electrónicos actuales. De acuerdo a la omnisapiente Wikipedia, Julius Edgar Lilienfeld patentó un transistor de efecto de campo en 1926, pero no fue posible construir un dispositivo de trabajo en ese momento. En realidad, el primer dispositivo que se utilizó en forma práctica fue un transistor de punto de contacto reinventado en 1947 por los físicos estadounidenses John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley. El transistor revolucionó el campo de la electrónica y allanó el camino para su aplicación en radios, calculadoras y computadoras más pequeñas y baratas, entre otras cosas.

2 El transistor está en la lista de hitos señalados por la IEEE en la electrónica, y Bardeen, Brattain, y Shockley compartieron el Premio Nobel 1956 en la categoría de física para su logro. Además de llevar una carga, los electrones tienen otra propiedad llamada spin, que se relaciona con sus propiedades magnéticas. En los últimos años, los ingenieros han estado investigando formas de aprovechar las características de spin de los electrones para crear una nueva clase de transistores y dispositivos y el campo de estudio se ha denominado "spintronics". Por la información que vamos a revisar aquí, seguramente estamos siendo testigos del nacimiento de un nueva irrupción tecnológica, según nos pone al tanto un estimado colega. Se trata de una noticia que se dio a conocer apenas el 6 de junio pasado en un boletín digital UT Dallas News Center de la University of Texas at Dallas (UT Dallas), veamos de que se trata Nos informa el boletín que un ingeniero de la Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science en la UT Dallas ha diseñado un nuevo sistema de conmutación hecho exclusivamente de carbono que podría algún día reemplazar los transistores de silicio que alimentan a la mayoría de dispositivos electrónicos hoy en día.

3 "El concepto reúne un puñado de nonotecnologías existentes y las combina de una nueva forma", dijo el Dr. Joseph S. Friedman, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática de UT Dallas, quien dirigió gran parte de la investigación mientras era estudiante de doctorado en la Universidad Northwestern. La propuesta resultante, que maneja una innovadora forma de aprovechar la lógica del spin utilizando únicamente componentes a base de carbón (tubos de grafeno), publicada por el autor principal Friedman y varios colaboradores en la edición del 5 de junio de la revista en línea Nature Communications, es un sistema que Friedman cree que podría resultar más pequeño que los transistores de silicio y con un desempeño superior. El conmutador spintrónico propuesto por Friedman, elaborado totalmente a base de carbón, funciona como una compuerta lógica que se basa en un principio básico del electromagnetismo: A medida que una corriente eléctrica se mueve a través de un conductor, genera un campo magnético que envuelve al mismo conductor. Además, un campo magnético cerca de una cinta bidimensional de carbono llamado nanocinta de grafeno afecta a la corriente que fluye a través de la cinta. En los circuitos tradicionales con componentes basados en silicio, los transistores no pueden explotar este fenómeno. De hecho, están conectados entre sí por cables. La salida de un transistor está conectada por un cable a la entrada para el siguiente transistor, y así sucesivamente en forma de cascada.

4 En el diseño de circuitos spintronic de Friedman, los electrones que se mueven a través de nanotubos de carbono - esencialmente pequeños cables compuestos de carbono - crean un campo magnético que afecta el flujo de corriente en una nanocinta de grafeno cercana, proporcionando compuertas lógicas en cascada que no están conectadas físicamente. Debido a que la comunicación entre cada uno de las nanocintas de grafeno tiene lugar a través de una onda electromagnética, en lugar del movimiento físico de electrones, Friedman espera que la comunicación sea mucho más rápida, con el potencial de velocidades de reloj en el orden de los terahercios. Además, estos materiales de carbono se pueden hacer más pequeños que los transistores basados en silicio, que actualmente están acercándose a su límite de tamaño debido a las limitadas propiedades de material del silicio. "Este ha sido un gran esfuerzo de un equipo de colaboración interdisciplinaria", dijo Friedman, "se combinó mi propuesta del nuevo circuito con el análisis de física de Jean-Pierre Leburton y Anuj Girdhar de la University of Illinois at Urbana-Champaign, el asesoramiento tecnológico de Ryan Gelfand de la University of Central Florida, así como la experiencia y visión en sistemas de Alan Sahakian, Allen Taflove, Bruce Wessels, Hooman Mohseni y Gokhan Memik de la Northwestern University".

5 Si bien ya tenemos el concepto en el papel (la parte teórica), dijo Friedman, el trabajo para desarrollar un prototipo elaborado totalmente de carbón aprovechando sistemas spintronic en cascada está actualmente en proceso en el laboratorio de investigación interdisciplinario de NanoSpinCompute, que actualmente dirige el investigador en la UT Dallas. Fuentes: Transistors_story-wide.html Agradezco las contribuciones y opiniones enviadas. No. de ingenieros en la lista de distribución: 1,160 No. de envío: 335 Bienvenidos comentarios sobre los envíos. Esperado disfruten su fin de semana, les envío un fuerte abrazo. Arnoldo Comentarios: Sólo para Ingenieros (334): Nueva batería que se "recarga instantáneamente" podría cambiar el futuro de los automóviles eléctricos e híbridos. El 11/06/17 a las 16:48, José M. escribió: Hola Arnoldo: Que bueno esta eso de las baterías. Acabaría con los problemas actuales de contaminación y probablemente el costo del mantenimiento de un vehículo sería mucho menor. Gracias siempre estamos pendientes de tus publicaciones. Un abrazo. José M. Mayagoitia H. El 12/06/17 a las 09:34, eduardo gonzalez gomez escribió: Felicidades mi estimado ARNOLDO, no cabe duda que este es un elemento que va a tener mucho mercado en un futuro muy próximo, dependiendo de los costos. Saludos DR. Ing. Eduardo González Gómez Otras Ligas: Liga al Portal de la Academia Panamericana de Ingeniería - Ciencia y Tecnología 'Sólo para ingenieros': Liga a Ingeniería para todos : Experimentos muestran que una pequeña cantidad de automóviles autónomos pueden mejorar dramáticamente el flujo del tráfico, se publicó en la Unión de Morelos el lunes 12 de junio de 2017.