El transistor es la pieza fundamental sobre la que se cimenta la industria de los semiconductores. Su surgimiento se remonta al invento de John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley, tres investigadores del Bell Labs que crean en diciembre de 1947 un dispositivo electrónico semiconductor destinado a funcionar como amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. En aquel entonces, el transistor se perfila como sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos (triodo), al punto que la labor del trío de científicos recibe el Premio Nobel de Física en 1956.
John Bardeen y Walter Brattain con su supervisor William Shockley (sentado), inventores del transistor en 1948 (Crédito: AT&T Archives)
La innovación del transistor presentada el 30 de junio de 1948, marcó un hito como componente clave para el desarrollo de la microelectrónica y de un sinnúmero de dispositivos tecnológicos, allanando así el camino para la revolución informática a finales del siglo XX. En esencia, se trata de un componente presente en casi todos los aparatos electrónicos de uso diario en la actualidad, con una extensa lista que abarca radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, wearables, tomógrafos, dispositivos móviles …
Científicos del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) han descubierto recientemente nuevas características para el transistor que podrían cambiar la electrónica, a partir del empleo de un innovador material ultra delgado, de durabilidad extrema y conmutación súper rápida.
En el contexto del Laboratorio de Investigación de Materiales de la mencionada universidad americana, el físico español Pablo Jarillo-Herrero junto a sus colegas científicos, han fabricado un nuevo tipo de transistor que utiliza un material ferroeléctrico ultra delgado constituido de nitruro de boro (un compuesto extremadamente duro, formado por partes iguales de boro y nitrógeno). Si bien el estudio ha sido publicado recientemente en junio de este año en la revista Science, los inicios de la investigación y el marco teórico se remontan a 2021, cuando el grupo de trabajo aborda en un artículo científico previo, el potencial del nitruro de boro como material innovador y potencialmente revolucionario.
Vista esquemática de la estructura del nitruro de boro, clave para el nuevo material ferroeléctrico ultradelgado (Crédito: Ashoori y Jarillo-Herrero - MIT Materials Research Laboratory)
En el estudio reciente, los científicos del MIT pasan de la teoría a la acción y el novedoso material se emplea para crear un transistor ultra delgado y ultra rápido, que no muestra signos de degradación tras conmutar 100.000 millones de veces.
"En mi laboratorio hacemos principalmente física fundamental. Este es uno de los primeros, y quizá el más contundente, ejemplo de cómo la ciencia básica nos ha llevado a algo que tiene la capacidad de ejercer un gran impacto en sus aplicaciones", afirma Pablo Jarillo-Herrero en una nota periodística de la universidad americana, quien se desempeña como Profesor de Física..
“Cuando pienso en toda mi carrera en Física, éste es el trabajo que creo dentro de 10 ó 20 años podría cambiar el mundo”, sostiene Raymond Ashoori, otro de los científicos involucrados en el proyecto de investigación.
Entre las propiedades excepcionales del nuevo transistor, el artículo destaca:
- Puede cambiar entre cargas positivas y negativas, esencialmente los unos y ceros de la información digital, a velocidades muy altas, en la escala de tiempo del nanosegundo.
- Es extremadamente duro. Tras conmutar cien mil millones de veces, continúa operativo sin signos de degradación.
- El espesor del material es sólo la billonésima parte de un metro. Como resultado, podría permitir almacenamiento de memoria computacional mucho más denso. Además, permitir transistores mucho más eficientes en términos de energía.
Cabe mencionar que, si bien se trata de una nueva tecnología que todavía no sale del entorno de prueba del laboratorio, vislumbra un potencial interesante, con el desafío por delante de demostrar su escalabilidad para lograr un uso comercial y de alcance masivo.
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