Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado un nuevo método para compactar nanotubos de carbono en densos fajos. Estos fajos compactos son eficaces conductores y puede que un día reemplacen al cobre como elemento primario de interconexión utilizado en los chips de ordenador e incluso sirvan para acelerar la transición hacia la próxima generación de chips de "varios pisos".
(NC&T) Los estudios teóricos muestran que los nanotubos de carbono, si son agrupados lo suficientemente cerca entre ellos, deben de ser capaces de superar al cobre como conductor eléctrico. Pero debido a la manera en que crecen los nanotubos de carbono, los científicos han sido incapaces de hacerlos formarse con éxito en manojos lo bastante densos.
James Jiam-Qiang Lu, profesor de física e ingeniería eléctrica en el Rensselaer, en colaboración con Zhengchun Liu, decidió investigar cómo "densificar" los paquetes de nanotubos de carbono, después de que han crecido. El equipo de Lu descubrió que sumergiendo verticalmente los paquetes de nanotubos de carbono ya crecidos en un disolvente orgánico líquido y dejándolos secar, los nanotubos se atraen hasta formar un denso manojo. Lu atribuye el proceso de densificación a la coalescencia capilar, que es el mismo principio físico que permite a la humedad subir por un pañuelo de papel sumergido en el agua. El proceso incrementa la densidad de los paquetes de nanotubos de carbono entre 5 y 25 veces. Cuanto mayor es la densidad, mejor pueden conducir la electricidad. Varios factores, incluyendo la altura, el diámetro y el espaciamiento de los nanotubos, afectan a la densidad resultante. El modo de hacer crecer a los nanotubos también es un factor importante que influye en la forma de los paquetes densificados.
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(Un manojo de nanotubos antes y después de la
densificación.) (Foto: Rensselaer/Liu) |
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Este es un paso significativo y crítico hacia la meta de obtener nanotubos de carbono para interconexión que tengan mejores características que el cobre. Pero hay todavía mucho trabajo que hacer antes de que esta tecnología pueda integrarse en las aplicaciones industriales. A pesar de estos éxitos iniciales, los resultados de densidad obtenidos no son ideales y los nanotubos de carbono tendrán que ser apretados mucho más antes de que puedan superar al cobre como conductor. Todavía hay grandes espacios vacíos entre los nanotubos agrupados. El equipo de la investigación está explorando varios métodos para lograr densidades aún mayores y una mejor calidad de los paquetes de nanotubos de carbono. Lu confía en que los nanotubos de carbono densificados, con su alta conductividad, su capacidad de conducir altas densidades de corriente y su resistencia a la electromigración, serán cruciales para el desarrollo de los chips "tridimensionales" o de "varios pisos". Los chips usados actualmente son bidimensionales a efectos prácticos, y sólo pueden disminuir de tamaño mientras su superficie plana tenga suficiente espacio para acomodar las cantidades necesarias de los diferentes componentes. Pero la industria de los semiconductores y la comunidad académica buscan formas de que los componentes de un chip formen capas que puedan apilarse verticalmente, lo que podría aprovechar mejor el espacio y disminuir drásticamente el tamaño global de los chips. |
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