Se desarrolla resonador nanoscópico

Unos nanoresonadores forman una diminuta puerta lógica

Según un artículo publicado este mes en la versión en línea de NewScientist, investigadores estadounidenses han desarrollado un “resonador” nanoscópico que podría formar las piezas de las puertas lógicas en el interior de ordenadores electromecánicos.

Sotiris Masmanidis, del California Institute of Technology en Pasadena, y sus colegas sugieren que los ordenadores construidos a partir de componentes electromecánicos a nanoescala podrían ser más eficaces y robustos que los ordenadores puramente electrónicos.

El resonador consiste en un trozo de cristal de arseniuro de galio de 4 micrómetros de largo, 0,8 micrómetros de ancho y 0,2 micrómetros de fondo, unido a una baso. Un lado de la barra de cristal está dopado para ofrecer electrones extra, mientras que al otro le faltan.

Cuando se aplica a la barra un voltaje de corriente alterna (CA), se forma un campo eléctrico en el centro de la misma. Se produce entonces un efecto piezoeléctrico, que hace que el cristal de arseniuro de galio se deforme. Si el voltaje de CA tiene la frecuencia adecuada, la barra resonará, vibrando como una barra de metal tras recibir un golpe.

En los experimentos bastó con un voltaje de 5 nanovoltios (el equivalente a la carga de un solo electrón) para accionar el dispositivo.

El resonador se puede “ajustar” también aplicando un voltaje de corriente continua (CC).

El voltaje de CC hace que lo que se conoce como capa de agotamiento (la zona más resistente en el centro de la barra) oscile ligeramente hacia la parte superior o inferior de la barra.

Dado que es esta zona resistente la que es sensible al efecto piezoeléctrico, su variación cambia el modo en que la barra vibra en respuesta al voltaje de CA. El voltaje de CC puede garantizar que el resonador responde a la frecuencia deseada o también se puede utilizar para encenderlo y apagarlo.

Según los investigadores, estos resonadores se podrían utilizar finalmente para fabricar dispositivos lógicos nanoscópicos. Para demostrarlo, cogieron dos barras y las colocaron en forma de “L”. Cuando hicieron pasar una corriente alterna por cada una de las barras, todo el dispositivo resonó a una frecuencia concreta. En cambio, cuando hicieron pasar la corriente por ambas barras las vibraciones se anularon entre sí.

El dispositivo funciona, por tanto, como una puerta lógica.

Según Miles Blencowe, físico del Dartmouth College, en Hanover, New Hampshire (EEUU), en teoría una puerta lógica de este tipo podría ser mucho más eficaz que una hecha de componentes electrónicos, dado que requeriría menos energía y liberaría menos calor. Sin embargo, para hacer realidad este objetivo, señala Blencowe, el siguiente paso es averiguar cómo volver a transformar las señales de alta frecuencia de cada resonador en una señal electromagnética que se pueda transmitir a otro dispositivo, con el fin de formar un circuito lógico más amplio.

Fuente: New Scientist


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