“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

FACULTAD DE INGENIERIA SISTEMAS E INFORMATICA

TEMA:

NANOELECTRONICA

CURSO: FISICA ELECTRONICA

TUTOR:CARMONA ESPINOZA JORGE

Huancavelica – Perú

2015

¿QUÉ ES LA NANO ELECTRÓNICA?

La Nanoelectrónica es la rama de la electrónica referente a los circuitos electrónicos miniaturizados integrados en chips semiconductores, siendo su elemento de base el transistor. Hasta hace poco, el tamaño de los transistores se medía en micrómetros (µm: microelectrónica), pero hoy en día se fabrican transistores de 90 o 65 nanómetros (nm: nanoelectrónica).

ACELERADO DESARROLLO TECNOLOGICO EN LA ACTUALMENTE

El acelerado desarrollo tecnológico del que hemos sido testigos las últimas décadas, ha llevado a la Humanidad a adaptarse rápidamente a nuevos conceptos e innovaciones. Dentro de una sociedad hambrienta de crecimiento, ha sido posible evolucionar desde gigantescas y costosas máquinas de cómputo a ordenadores portátiles, teléfonos móviles, revolucionarios sistemas médicos y un amplio espectro de herramientas electrónicas hoy en día fácilmente adquiribles, producto del desarrollo de dispositivos semiconductores cada vez más rápidos y con mayor capacidad de almacenamiento como las memorias digitales.

ACERCAMIENTOS A LA NANOELECTRÓNICA

Nanofabricación

Por ejemplo, transistor de un electrón (basado en el principio de bloqueo de Coulomb), que involucran la operación de un transistor con un único electrón. Los sistemas nanoelectromecánicos también pertenecen a esta categoría.

Electrónica De Nanomateriales

Además de ser diminutos y permitir a un mayor número de transistores ser agrupados en un único chip, la estructura uniforme y simétrica de nanotubos permite una mayor mobilidad de electrones, una constante dieléctrica mayor (mayor frecuencia) y una característica simétrica electrón/hueco.

Electrónica molecular

Los dispositivos unimoleculares son una posibilidad adicional. Estas estructuras harían un uso importante de autoensamblaje molecular, diseñando los subcomponentes para la construcción de una estructura mayor o incluso un sistema completo por si solo.

DISPOSITIVOS NANOELECTRÓNICOS

Radios

COMPUTADORES

Producción energética

LOS RETOS DE LA TECNOLOGÍA ACTUAL Actualmente los fabricantes, producen los chips de una "oblea" de silicio cortada de un lingote de cristal. La fabricación de estructuras muy complejas se basa en procesos de múltiple deposición, modelado y grabado, similares a esculpir sobre mármol, sin embargo, cuanto más pequeña es la estructura (nano dimensiones), los fabricantes deben pagar costos muy altos debidos a que el proceso requiere alta fidelidad. Una máquina de modelado de precisión cuesta alrededor de 15 millones de dólares y la evolución en los procesos de miniaturización sugieren que este tipo de herramientas será cada vez más costoso, sin contar con que una fábrica puede necesitar 50 de estas máquinas

EL MODELO BIOLÓGICO

Tradicionalmente los sistemas físicos (puentes, ordenadores, teléfonos móviles, etc.) han sido diseñados por ingenieros mediante el uso de complejas y definidas reglas de diseño. Los diseños parten de lo general a lo específico contrastando con los procesos naturales que evolucionan constantemente.

NANO ELECTRÓNICA

¿Cómo es posible que los organismos vivos, cuya complejidad es infinitamente mayor que la de muchos sistemas electrónicos actuales, puedan continuamente y a través de una interrelación profunda llevar a cabo el proceso natural de la auto-construcción? En contraste y desde nuestra actual perspectiva resultaría ilógico pensar que un Boeing 777 pueda hacer lo mismo. Los ingenieros trabajan actualmente en diseñar los materiales, la arquitectura y las condiciones ambientales que hagan posible que nuestras complejas estructuras tecnológicas como dispositivos electrónicos y ordenadores puedan llegar a auto-organizarse, aunque por ahora desconozcamos muchos de los secretos que estas técnicas utilizan en la naturaleza.

•UNA DE LAS APLICACIONES Una de las ideas de los investigadores de la nano electrónica es la posibilidad de reducir aún más el tamaño de ciertos dispositivos como las memorias de semiconductor que actualmente se utilizan en los ordenadores, por memorias moleculares. El mundo de la computación se basa en la lógica booleana, es decir en sistemas de numeración binarios que se utilizan debido a la facilidad para la manipulación de datos cuando se diseñan sistemas con dos símbolos (ceros y unos) en lugar del decimal (10 símbolos) para representar datos mediante señales eléctricas (es más fácil manipular dos señales eléctricas en lugar de diez), de manera que mediante arreglos binarios podemos representar cualquier variable física, procesarla y dar una respuesta. Las memorias convencionales están fabricadas de materiales semiconductores que almacenan cargas eléctricas (un uno lógico equivale a la presencia de carga eléctrica y un cero a su ausencia), con los sistemas moleculares se pretende reemplazar los dispositivos microelectrónicos que sirven para cumplir dichas tareas por uniones moleculares sencillas en las que un átomo de hidrógeno representa un uno lógico y un átomo de flúor un cero, consiguiendo almacenar mayor cantidad de información en espacios más reducidos.

EL CAMBIO DE LOS CONCEPTOS TRADICIONALES

Los circuitos integrados tradicionales consisten en una serie de interruptores eléctricos y cables tan pequeños y económicos como sea posible, idénticos y reproducibles en serie. Será entonces muy difícil -si no imposible- para la fabricación tradicional de semiconductores, producir circuitos con la exactitud necesaria a niveles subatómicos. En la búsqueda de soluciones a estos problemas, los investigadores intentan cambiar algunos conceptos básicos acerca de los dispositivos y sus interconexiones.

•PERSPECTIVAS DE DESARROLLO

Las nano tecnologías, en su acepción más general, -técnicas de manipulación o control a escala nano técnica e incluso molecular o atómica- no tendrán aplicación práctica hasta dentro de unas décadas. Sin embargo, las previsiones apuntan a que estarán presentes en todos los campos de las ciencias y supondrán, según los expertos, una revolución sólo comparable a la que ha supuesto la microelectrónica.

CONCLUSIONES

La nanoelectrónica será, sin lugar a duda, la tecnología del futuro. Su implementación será un proceso gradual, sustituyendo componentes individuales y eventualmente sistemas complejos de forma integra. Las expectativas son grandes, aunque aún está por definir el heredero del transistor. Ése es actualmente el campo de investigación más activo, la fabricación y caracterización de componentes individuales que remplacen a los de Si. Ejemplos son los diodos moleculares, interruptores monoatómicos y el control del transporte en estructuras de punto cuántico. Un segundo campo, con bastante actividad, es la investigación en los posibles interconectores.