Transistor e rispetto della Legge di Moore. La chiave è nell’aria?

I ricercatori della RMIT University, un ateneo pubblico australiano, affermano di aver creato un nuovo tipo di transistor. Anziché inviare correnti elettriche attraverso il silicio, questo transistor invia elettroni lungo vuoti d’aria di dimensioni limitate, dove possono viaggiare senza impedimenti come se fossero nello spazio.

Lo studio, apparso su Nano Letters, elimina completamente l’uso di qualsiasi semiconduttore, rendendolo più veloce e meno incline al riscaldamento. Shruti Nirantar, tra gli autori della ricerca, ritiene che questo progetto rivoluzionerà l’elettronica.

“Ogni computer e telefono integra al suo interno miliardi di transistor realizzati in silicio. La tecnologia sta raggiungendo i suoi limiti fisici, con gli atomi di silicio si intromettono nel flusso di corrente limitando la velocità e causando calore”, ha spiegato Nirantar. Per decenni i progressi nell’ambito dei chip sono stati dettati dalla “Legge di Moore”, che prevede un raddoppio del numero di transistor all’incirca ogni due anni. Di recente però la velocità dei progressi è scemata, e quindi l’intera industria sta cercando alternative a 360 gradi.

Secondo Shruti Nirantar, “questa tecnologia semplicemente prende una via diversa per la miniaturizzazione di un transistor nel tentativo di sostenere la Legge di Moore per diversi decenni in più”.

Il team leader della ricerca, il professore associato Sharath Sriram, ha spiegato che il progetto ha risolto un grave difetto nei tradizionali transistor a canale solido, ovvero sono pieni di atomi, il che significa che gli elettroni che li attraversano collidono, rallentando e sprecando energia sotto forma di calore. “Immaginate di camminare in una strada molto affollata per cercare di andare da un punto A a un punto B. La folla rallenta il vostro passaggio e vi fa sprecare più energia. Viaggiare nel vuoto d’altra parte è come essere in un’autostrada vuota dove è possibile guidare più velocemente con una maggiore efficienza energetica“, ha aggiunto Sriram.

Il concetto è chiaro, ma creare soluzioni packaging sottovuoto attorno ai transistor per renderli più veloci potrebbe avere una grande controindicazione: li farebbe diventare molto più grandi, rendendoli inadeguati all’elettronica moderna. “Abbiamo risolto questo problema creando un gap su scala nanometrica tra due punti metallici. Il gap è di poche decine di nanometri, o 50.000 volte più piccolo della larghezza di un capello umano, ma è sufficiente per ingannare gli elettroni, inducendoli a pensare che stanno viaggiando attraverso il vuoto e ricreando uno spazio vuoto esterno virtuale per gli elettroni all’interno del gap d’aria in scala nanometrica”.

Il transistor è stato progettato per essere compatibile con i moderni processi di produzione industriali. La ricerca ha inoltre potenziali applicazioni nello spazio – sia come elettronica resistente alle radiazioni sia per usare l’emissione di elettroni per sterzare e posizionare i “nano-satelliti”.

“Abbiamo compiuto un passo verso una tecnologia entusiasmante che mira a creare qualcosa dal nulla al fine di aumentare significativamente la velocità dell’elettronica e sostenere il progresso tecnologico”, ha concluso Sriram.