IBM ha annunciato un nuovo importante passo avanti nella creazione di microchip basati su transistor ai nanotubi di carbonio anziché sui tradizionali transistor al silicio. Gli scienziati dell'azienda statunitense hanno ideato un nuovo modo di rimpicciolire i contatti dei transistor ai nanotubi di carbonio senza ridurne le prestazioni. La scoperta apre la strada a chip elettronici molto più veloci, piccoli e in grado di consumare meno.
"Con questa scoperta superiamo un importante ostacolo che i transistor incontrano con la miniaturizzazione. In ogni transistor scalano in due aspetti, il canale e i due contatti. Quando un transistor diventa più piccolo, la maggiore resistenza di contatto dei nanotubi frena i miglioramenti prestazionali", spiega IBM.
"Con la nuova metodologia possiamo superare tutto questo fino a una dimensione di 1,8 nanometri - quattro generazioni tecnologiche avanti rispetto a quella attuale", ha aggiunto l'azienda. Con il silicio ormai prossimo ai propri limiti fisici di miniaturizzazione, l'unico modo per garantire avanzamenti tecnologici costanti è passare a nuovi materiali.
In passato IBM ha mostrato transistor ai nanotubi di carbonio, con canali di dimensioni inferiori ai 10 nanometri, che agiscono come eccellenti commutatori. Con il nuovo approccio IBM supera l'ostacolo d'integrare i nanotubi in dispositivi semiconduttori. All'inizio dell'estate IBM ha annunciato di aver realizzato il primo chip funzionante basato su un processo produttivo a 7 nanometri.
I nanotubi al carbonio rappresentano una nuova classe di materiali semiconduttori che consistono di un singolo foglio di atomi di carbonio arrotolato in un tubo. I nanotubi formano il cuore del dispositivo. Gli elettroni all'interno di un transistor al carbonio possono muoversi più facilmente rispetto a quelli nel silicio e il corpo ultrasottile dei nanotubi fornisce ulteriori vantaggi in scala atomica.
All'interno di un chip i contatti rappresentano le "valvole" che controllano il passaggio di elettroni dal metallo ai canali di un semiconduttore. Quando un transistor viene miniaturizzato cresce la resistenza elettrica all'interno dei contatti, e questo ha un impatto sulle prestazioni.
I ricercatori di IBM hanno così dovuto rinunciare agli schemi di contatto tradizionali per inventarsi un processo metallurgico simile alla saldatura microscopica che lega chimicamente gli atomi di metallo agli atomi di carbonio alle estremità dei nanotubi. Questo permette ai contatti di essere miniaturizzati al di sotto dei 10 nanometri senza deteriorare le prestazioni dei dispositivi.
"Tutto questo ci porta un passo più avanti verso l'obiettivo di realizzare tecnologia basata sui nanotubi di carbonio entro il decennio", ha affermato Dario Gil, vicepresidente della divisione Science & Technology di IBM Research.
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