Si se revisa la estructura interna de un computador, se puede encontrar sofisticada tecnología fabricada a nanoescala, entre ellos complejos transistores, que se fabrican utilizando litografía, una técnica muy costosa, en la que prácticamente se dibuja cada uno de los circuitos.

Intel Corporation, que es el mayor fabricante de circuitos integrados del mundo, invirtió más US$ 7 mil millones en una planta para fabricar procesadores con  estos elementos para las líneas Core i3, i5 e i7.

Al tanto de esta situación, investigadores del Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile han trabajado en la elaboración de nanotransistores, utilizando una matriz de alúmina nanoporosa. La idea es que estos funcionen como un interruptor en una pequeña estructura compuesta por un hilo y un tubo magnético, controlando el comportamiento magnético interno de paredes de dominio mediante el uso de corrientes y campos magnéticos externos, toda una novedad para la industria tecnológica.

La gran ventaja de este invento es que pueden fabricarse numerosos nanotransistores de una sola vez y a costos muy reducidos.

El Dr. Juan Escrig, investigador del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y Nanotecnología (Cedenna), comenta que ya venían estudiando este tipo de estructuras y sus propiedades en colaboración con especialistas de la Universidad de Hamburgo (Alemania). El gran salto se dio cuando se adjudicaron un proyecto Fondequip (de Conicyt) que les permitió comprar el primer sistema de deposición de capas atómicas (ALD por sus siglas en inglés) que opera en Chile, equipamiento fundamental para el desarrollo de estas nanoestructuras.

“De esta forma, sabíamos que ya éramos capaces de generar estructuras a gran escala y a costos muy bajos. La pregunta fue entonces para qué podemos utilizarlas. Así surgió el interés por tomar una de estas estructuras y, mediante simulaciones numéricas, investigar la influencia simultánea de corriente eléctrica y campos magnéticos sobre las estructuras, observando que estos elementos se comportan como un interruptor on/off, al igual que un transistor, pero de tamaño nanométrico y de fácil fabricación. Esta fue la primera etapa que dio origen a una publicación científica y a una solicitud de patente”, señala el Dr. Escrig.

La siguiente y actual fase -explica el académico- es la fabricación de las estructuras, y la próxima, aplicarles corriente de forma aislada.

Formar capital humano

Otro miembro del equipo investigador es el Dr. (c) Álvaro Espejo, quien ha trabajado en este proyecto como parte de su tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencia con mención en Física de esta casa de estudios. Recientemente, pasó diez meses en la Universidad de Hamburgo para especializarse en el manejo del ALD para generar nanoestructuras. Para él, lo más valioso de esta iniciativa es que pueden ir más allá de la teoría y de las simulaciones computacionales gracias a la obtención de este equipo. “Tener esta máquina nos abre un gran campo que nos permite realizar las estructuras y sofisticar la investigación”, destaca.

Ahora el grupo de investigadores está esperando un nuevo equipamiento recientemente adjudicado para realizar mediciones e iniciar finalmente su transferencia a la industria.

Su objetivo es promover este desarrollo tecnológico de bajo costo a las grandes compañías fabricantes, al mismo tiempo que la universidad evalúa en qué otros países se debe presentar la solicitud de patente.

“Lo importante es que esto nos dio la oportunidad de darnos cuenta de que lo que estábamos haciendo podía ser aplicado y demostrar que un Doctorado en Ciencia con mención en Física no solo desarrolla trabajo teórico. A la vez, para el Departamento de Física tiene gran relevancia que un estudiante, como Álvaro logre hacer su estadía doctoral en el extranjero, y que pueda adquirir conocimientos que nadie más tiene en Chile”, señala el Dr. Escrig.

En paralelo, estos investigadores están trabajando en la formulación de nuevas solicitudes de patente, como son una relacionada con la elaboración de un nanogenerador de campo magnético alterno a partir de una corriente eléctrica DC, y otra relacionada con la posibilidad de modular películas delgadas de cobre y plata.

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