INVESTIGADORES DE IBM DESARROLLAN EL PRIMER CIRCUITO INFORM-TICO DEL MUNDO COMPUESTO DE UNA SOLA MOL¿CULA

Es el segundo avance investigativo importante logrado en lo que va del año por los científicos de IBM, quienes han utilizado nanotubos de carbono para elaborar diminutos dispositivos electrónicos. En abril, el mismo grupo de IBM había sido el primero en desarrollar una técnica revolucionaria (Science, Vol. 292, Número 5517, 27 de abril del 2001) para producir pilas de transistores a base de nanotubos de carbono, eludiendo la tarea de separar nanotubos metálicos y semiconductores. El grupo usó estos transistores de nanotubos para elaborar el circuito revelado hoy.
«Los nanotubos de carbono son ahora nuestro candidato principal para sustituir al silicio cuando los chips dotados de las características actuales no puedan reducirse más en tamaño, una barrera que se espera alcanzar en los próximos 10 a 15 años», comentó el doctor Phaedon Avouris, científico principal del proyecto y gerente de ciencias a nanoescala en IBM Research. «La electrónica de nanotubos ‘en la era del post-silicio’ puede conducir a progresos no imaginados en miniaturizaci¢n y potencia inform ticas».
Construyendo un circuito inform tico «inverso» con nanotubos de carbono
Los cient¡ficos de IBM usaron nanotubos para elaborar una puerta «NO», tambi’n conocida como circuito de «tensi¢n inversa». Ellos codificaron toda la funci¢n de inversi¢n l¢gica a lo largo de un solo nanotubo de carbono para formar el primer circuito l¢gico intramolecular -es decir, compuesto por una sola mol’cula. En el mundo digital binario de ceros y unos, una puerta NO cambia un valor ‘1’ en un valor ‘0’, y viceversa, en los chips inform ticos. Los procesadores que constituyen el alma de las computadoras de hoy son, esencialmente, vastas y complejas combinaciones de puertas NO y de otras dos puertas b sicas -«Y» y «O»- encargadas de efectuar otras operaciones.
En general, las puertas NO comprenden dos tipos de transistores dotados de propiedades electr¢nicas diferentes: «tipo n» (cuyos electrones llevan la corriente el’ctrica) y «tipo p» (cuyas regiones deficientes en electrones, llamadas ‘agujeros’, llevan la corriente el’ctrica). Todos los transistores anteriores a base de nanotubos de carbono hab¡an sido onicamente de tipo p. Estos transistores, aunque otiles para los estudios cient¡ficos, no eran suficientes para elaborar circuitos inform ticos capaces de realizar operaciones l¢gicas. Los cient¡ficos de IBM y de otras organizaciones hab¡an podido alterar las propiedades de los transistores a base de nanotubos a_adiendo  tomos y otros elementos, por ejemplo potasio, al nanotubo de carbono. Sin embargo, el grupo de Avouris descubri¢ recientemente una manera nueva y m s sencilla de convertir los transistores tipo p, a base de nanotubos, en transistores tipo n. Ellos encontraron que pod¡an calentar simplemente en el vac¡o los transistores tipo p, convirti’ndolos as¡ en transistores tipo n.
El grupo descubri¢ tambi’n que adem s de convertir todo un nanotubo tipo p a otro tipo n, ellos pod¡an convertir selectivamente al tipo n parte de un solo nanotubo, dejando intacta la parte restante de tipo p. Los investigadores usaron este proceso para construir el primer circuito l¢gico del mundo compuesto de una sola mol’cula.
M s significativamente aon es el hecho de que la ganancia de esta inversi¢n l¢gica es mayor que uno, es decir, que la salida de la puerta l¢gica puede usarse como entrada para accionar otras puertas o circuitos l¢gicos a lo largo del nanotubo (a medida que la funci¢n l¢gica sube en el nanotubo, ella mantiene suficiente ¡mpetu para seguir operando casi continuamente) -un requerimiento clave para desarrollar circuitos complejos en nanotubos individuales.
El grupo de IBM est  enfrascado ahora en la tarea de crear esos circuitos m s complejos, iniciando as¡ el paso siguiente hacia las computadoras moleculares. Adem s de eso, el grupo est  tratando de mejorar el desempe_o de los transistores individuales a base de nanotubos y de integrarlos mejor en circuitos complejos.
El informe sobre este trabajo, «Carbon nanotube inter- and intra-molecular logic gates», elaborado por Vincent Derycke, Richard Martel, Joerg Appenzeller y Phaedon Avouris, del T.J. Watson Research Center de IBM en Yorktown Heights (Nueva York), est  publicado en NanoLetters de la American Chemical Society.