Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han participado en un estudio internacional que ha logrado un avance significativo en la nanoelectrónica: la creación del primer microchip híbrido de alta densidad de integración utilizando materiales bidimensionales (2D). Este microchip se basa en membranas ultradelgadas, que poseen propiedades eléctricas, físicas y térmicas excepcionales, lo que lo convierte en un candidato ideal para futuras aplicaciones en inteligencia artificial y almacenamiento de datos de última generación.

El trabajo, publicado en la revista Nature, abre la puerta a la fabricación de circuitos electrónicos de bajo consumo y alta durabilidad. Estos circuitos podrían ser utilizados en la creación de redes neuronales artificiales, que son fundamentales para los sistemas avanzados de inteligencia artificial. Además, estos dispositivos son prometedores para aplicaciones en dispositivos electrónicos de alto rendimiento, como teléfonos inteligentes, ordenadores y electrodomésticos, entre otros.

Un avance en la tecnología de semiconductores y materiales 2D

La investigación fue liderada por Mario Lanza, científico español de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah (Arabia Saudí), con la colaboración del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM) del CSIC. Miguel Muñoz-Rojo, investigador del CSIC, ha sido clave en el estudio de los efectos térmicos del material bidimensional en los microchips de silicio. Este aspecto es crucial para garantizar la fiabilidad de los dispositivos y fomentar el desarrollo de nuevas aplicaciones tecnológicas.

El equipo integró por primera vez un material bidimensional aislante llamado nitruro de boro hexagonal multicapa, de aproximadamente 6 nanómetros de grosor, en microchips que contienen transistores de silicio CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Estos transistores, que se encuentran en todos los productos electrónicos actuales, sirven para regular la corriente dentro de los circuitos. Al integrar este material bidimensional, los investigadores crearon un memristor que, en combinación con los transistores, permite el procesamiento y almacenamiento de información de forma más eficiente.

Implicaciones para la inteligencia artificial y el futuro de los microchips

Este avance marca un hito en la nanoelectrónica, ya que se logró una alta densidad de integración en dispositivos muy pequeños, con un tamaño de tan solo 260 nanómetros, que podría reducirse aún más con tecnología avanzada. Los investigadores aseguran que los microchips híbridos podrían mejorar significativamente las capacidades de los sistemas de inteligencia artificial y redes neuronales artificiales, elementos clave en el desarrollo de tecnologías como la visibilidad automatizada, los asistentes virtuales y los vehículos autónomos.

El CSIC y sus colaboradores también destacan que los materiales 2D utilizados en estos microchips explotan propiedades exóticas que podrían transformar el diseño y la fabricación de microchips en el futuro. La tecnología utilizada en este estudio es completamente compatible con los procesos industriales de semiconductores, lo que facilita la escalabilidad de esta innovación para aplicaciones comerciales.