Chips de computadora más rápidos, más pequeños y de más de gran alcance gracias a Hafnia

Chips de computadora más rápidos, más pequeños y de más de gran alcance gracias a Hafnia
  • Científicos consiguen hacer una fase tetragonal a 1100 grados Fahrenheit del compuesto inorgánico dióxido de hafnio

A medida que los chips de computadora se vuelven más pequeños, más rápidos y más potentes, sus capas aislantes también deben ser mucho más robustas, actualmente un factor limitante para la tecnología de semiconductores. Un equipo de investigación dice que esta nueva fase de hafnia es un orden de magnitud mejor en soportar los campos aplicados.

Es un mundo material, y un muy versátil en eso, considerando sus bloques de construcción más básicos – los átomos – se pueden conectar juntos para formar las estructuras diferentes que conservan la misma composición.

El diamante y el grafito, por ejemplo, no son sino dos de los muchos polimorfos del carbono, lo que significa que ambos tienen la misma composición química y sólo difieren en la forma en que sus átomos están conectados. Pero qué mundo de diferencia que la conectividad hace: El primero entra en un anillo y cuesta miles de dólares, mientras que el último tiene que sentarse contenido dentro de un lápiz humilde.

El compuesto inorgánico dióxido de hafnio comúnmente utilizado en revestimientos ópticos tiene asimismo varios polimorfos, incluyendo una forma tetragonal con propiedades altamente atractivas para chips de ordenador y otros elementos ópticos. Sin embargo, debido a que esta forma es estable sólo a temperaturas por encima de 3100 grados Fahrenheit – pensar en el infierno ardiente – los científicos han tenido que conformarse con su polimorfo monoclínico más limitado. Hasta ahora.

Un equipo de investigadores liderado por la farmacéutica Beth Guiton de la Universidad de Kentucky y el químico Sarbajit Banerjee de la Universidad de Texas A & M, en colaboración con el ingeniero de ciencia de materiales de Texas A & M, Raymundo Arroyave, ha encontrado una manera de lograr esta fase tetragonal muy solicitada a 1100 grados Fahrenheit -caliente-temperatura y potencial santo grial para la industria informática, junto con innumerables otros sectores y aplicaciones.

La investigación del equipo, publicada hoy en Nature Communications, detalla su observación de esta espectacular transformación átomo por átomo, observada con la ayuda de microscopios increíblemente potentes en Oak Ridge National Laboratory. Después de reducir por primera vez las partículas de dióxido de hafnio monoclinico hasta el tamaño de diminutas nanorodas de cristal, las calentaron gradualmente, prestando mucha atención a la estructura de código de barras que caracteriza cada nanorod y, en particular, su par de rayas nanométricas que parecen Funcionan como punto cero para la transición.

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