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MICROELETTRONICA/ Cappelletti (Micron): la fine dell’elettronica al silicio non è così imminente

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Rappresentazione grafica del TFET (Fonte: Yoke Khin Yap/MTU)  Rappresentazione grafica del TFET (Fonte: Yoke Khin Yap/MTU)

Viviamo nell’era del silicio. La nostra vita personale e la nostra società sono fortemente influenzate dalla microelettronica, la tecnologia che sta alla base dell’elettronica, in tutte le sue molteplici applicazioni, dall’informatica alle telecomunicazioni, dall’elettronica di consumo all’elettronica industriale, dall’industria automobilistica a quella aerospaziale. Il nostro modo di comunicare, di lavorare e di divertirci sarebbe completamente diverso se non ci fossero i circuiti integrati. Tra le tecnologie del nostro tempo, l’integrazione su silicio è quella che ha avuto il più impressionante sviluppo: per oltre cinquant’anni, da quando nei laboratori Fairchild in California, nel 1961, Robert Noyce, futuro co-fondatore dell’Intel, realizzò il primo circuito integrato su silicio, il progresso della microelettronica è proseguito con ritmo esponenziale fino ai giorni nostri. Tutto ciò a dispetto dei più volte ripetuti annunci dell’imminente fine dalla corsa alla miniaturizzazione per raggiunti limiti tecnologici dell’integrazione su silicio.

Finora l’industria microelettronica ha sempre saputo superare gli ostacoli tecnologi e ha potuto continuare a ridurre le dimensioni dei componenti elementari, i transistori, portandole ben sotto i cento nanometri, la convenzionale soglia delle nanotecnologie: a pieno titolo si può affermare che la nanoelettronica è la più importante tra le nanotecnologie. Gli ostacoli che si parano ora di fronte all’ulteriore sviluppo della nanoelettronica non sono più soltanto di natura tecnologica ma, soprattutto, di natura fisica. Certamente la riduzione della dimensione dei transistor dovrà fermarsi prima di raggiungere la scala atomica!

Per questo motivo, parallelamente all’enorme sforzo collettivo dell’indutria microelettronica per continuare lo sviluppo dell’integrazione su silicio fino ai suoi limiti fisici, università e centri di ricerca hanno intensificato gli studi mirati a trovare soluzioni radicalmete alternative che permettano di superare i limiti della tecnologia dominante. In questo contesto, recentemente ha attirato l’attenzione la notizia di una scoperta potenzialmente rivoluzionaria: si è parlato di “transistor non basati su materiali semiconduttori” e sono apparsi titolo del tipo “oltre il silicio”. Per capirne di più abbiamo voluto sentire il parere di un esperto, Paolo Cappelletti, responsabile di un settore della Ricerca e Sviluppo di Micron, secondo produttore mondiale di memorie a semiconduttore.

Dottor Cappelletti, avrà certamente saputo dei risultati di queste ricerche: cosa ne pensa?

 Ho visto letto l’articolo originale, apparso sulla rivista on-line Advanced Materials [Chee Huei Lee et al.: “Room-Temperature Tunneling Behavior of Boron Nitride Nanotubes Functionalized with Gold Quantum Dots”], dove gli autori, ricercatori dell’Università Tecnologica del Michigan, di Houghton, e del Laboratorio Nazionale di Oak Ridge, nel Tennessee, hanno presentato dei dispositivi ottenuti depositando nanoparticelle di oro su nanotubi di nitruro di boro (fig.1). I nanotubi sono stati contattati con le punte di un microscopio a effetto tunnel e il substrato di silicio, su cui sono stati trasferiti i nanotubi, è stato utilizzato come elettrodo di controllo per ottenere l’effetto transistore. I dispositivi così ottenuti sono TFET (Tunnel Field Effect Transistor). Gli aspetti più innovativi di questo lavoro sono legati ai materiali usati e al fatto che, grazie alle ridotte dimensioni (3-10nm) delle nanoparticelle d’oro, siano riusciti fare funzionare il dispositivo anche a temperatura ambiente, non solo alle bassissime temperature cui si erano visti operare finora dispositivi di questo tipo.

Si tratta effettivamente di una scoperta destinata a cambiare il corso della nanoelettronica?



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