Un equipo de investigadores del MIT ha diseñado un nuevo tipo de transistor en 3D que podría superar a los transistores de silicio actuales en eficiencia energética y rendimiento. Estos innovadores transistores están fabricados con materiales semiconductores ultradelgados, lo que les permite aprovechar principios de la mecánica cuántica para lograr un rendimiento superior y consumir menos energía en un área extremadamente pequeña.
Los nuevos transistores del MIT están basados en materiales semiconductores como antimonuro de galio y arseniuro de indio. Estos materiales, mucho más delgados que el silicio tradicional, permiten a los dispositivos operar con voltajes bajos sin perder rendimiento. Además, su diminuto tamaño facilita la creación de dispositivos de alta densidad y eficiencia energética, ideal para una nueva generación de productos electrónicos compactos y potentes.
Uno de los avances clave de estos transistores es el uso del efecto túnel cuántico, un fenómeno que permite a los electrones atravesar barreras potenciales. Gracias a este principio, el dispositivo puede cambiar de estado de forma rápida y con menor consumo energético. Este tipo de transistores 3D representa una solución al límite de voltaje de los transistores de silicio, una barrera conocida como «tiranía de Boltzmann», que afecta a la eficiencia energética en aplicaciones de alta densidad y rendimiento.
Los ingenieros del MIT emplearon estructuras heterogéneas de nanocables de tan solo 6 nanómetros de diámetro, creando así los transistores 3D más pequeños reportados hasta la fecha. Esta miniaturización permite un confinamiento cuántico de los electrones, lo que mejora significativamente la eficiencia de conmutación y la corriente de salida. En términos prácticos, este confinamiento cuántico aumenta el flujo de corriente en condiciones de baja energía, mejorando la capacidad de los transistores para funcionar en aplicaciones exigentes.
Los transistores probados en el MIT lograron una pendiente de conmutación mucho más pronunciada que la de los transistores de silicio tradicionales, lo que permite una operación más rápida y eficiente. De acuerdo con los resultados publicados, estos dispositivos ofrecieron un rendimiento 20 veces superior al de transistores de efecto túnel similares, posicionándolos como una alternativa real a la tecnología de silicio actual.
Aún existen desafíos en el proceso de fabricación para garantizar un rendimiento uniforme en todos los transistores de un chip. Los investigadores del MIT trabajan en mejorar la consistencia de estos dispositivos y están explorando otros diseños de transistores en 3D, como las estructuras en forma de aletas verticales, que podrían ofrecer aún mayor estabilidad y rendimiento.
