Estos dispositivos experimentales, diseñados y fabricados por la corporación japonesa NTT, y probados en el NIST, Estados Unidos, pueden tener aplicaciones en la nanoelectrónica de baja potencia, particularmente en la próxima generación de circuitos integrados para operaciones lógicas.
Los citados transistores están basados en el principio de que al disminuir las dimensiones de los dispositivos hasta la escala nanométrica, la cantidad de energía necesaria para mover un solo electrón aumenta significativamente. Esto hace posible controlar el movimiento de un electrón individual y el flujo de corriente, mediante la manipulación del voltaje aplicado a las barreras o "compuertas" del circuito eléctrico. Con voltaje negativo, el transistor estará apagado; al aumentar el voltaje el transistor se encenderá y los electrones individuales circularán a través del circuito, a diferencia de los miles que circularían en un dispositivo convencional.
Micrografía de un transistor SET. (Foto: NTT/NIST )
Este nuevo tipo de transistor denominado Dispositivo con "Túnel de un Solo Electrón" (SET), es fabricado con un "cable" metálico interrumpido por barreras de aislamiento que ofrecen un control rígido y de rango muy estrecho sobre el flujo de los electrones. En contraste, los dispositivos convencionales de silicio tienen barreras que son eléctricamente "sintonizables" sobre un rango de operación más amplio, ofreciendo un control más preciso sobre la interrupción del transistor. Niveles específicos de voltaje son aplicados a las barreras para manipular las cargas como medio de permitir o impedir el flujo de los electrones. Los dispositivos basados en silicio también permiten su fabricación utilizando la tecnología tradicional de los semiconductores; sin embargo, hasta ahora no se había informado del diseño de ningún transistor de silicio tipo SET que fuera reproducible y controlable.
El equipo de investigadores hizo cinco transistores de silicio, uniformes y funcionales, con barreras sintonizables. Cada dispositivo consta de un canal de silicio de 360 nanómetros de largo y 30 de ancho, con tres compuertas que cruzan el canal. Las compuertas tienen dos niveles: el superior activa y desactiva la corriente, mientras el nivel más bajo controla el flujo de electrones en pequeñas áreas locales.
El equipo de expertos fue capaz de sintonizar las propiedades de conductancia de las compuertas en un amplio rango de más de tres órdenes de magnitud.
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