Los cables de cobre de los chips electrónicos conducen peor la electricidad cuando se vuelven muy finos. Investigadores de Cornell proponen una vía diferente.
Por el contrario, sus nanohilos de arseniuro de niobio se vuelven más conductores a escala nanométrica, lo que podría interesar a las próximas generaciones de componentes.
Una imagen de microscopio electrónico de barrido muestra nanohilos de arseniuro de niobio aún adheridos a un material prima a granel.
El arseniuro de niobio, o NbAs, pertenece a la familia de los semimetales de Weyl. Estos materiales poseen electrones que circulan en su superficie. Estos electrones se desplazan rápidamente y sufren menos perturbaciones que los presentes en el volumen del material.
Esta particularidad se vuelve importante cuando el diámetro de un cable disminuye. En un cable de cobre, los electrones encuentran más superficies internas. Estas interacciones aumentan la resistencia eléctrica y limitan la miniaturización de las conexiones entre los transistores.
Los investigadores fabricaron nanohilos monocristalinos mediante un proceso llamado nanomoldeado termomecánico. El material se prensa a alta temperatura en un molde poroso. Tras retirar el molde, el cable obtenido se deposita sobre una oblea de silicio.
Este método permite controlar el diámetro de los cables hasta aproximadamente 10 nanómetros. Los científicos pudieron así comparar con precisión su comportamiento a medida que su tamaño disminuía. El resultado confirma una propiedad inusual, ausente en los conductores metálicos clásicos.
A esta escala, los nanohilos de arseniuro de niobio conducen mejor que el cobre. Su comportamiento también se mantiene robusto a temperatura ambiente.
Sin embargo, el resultado no significa que el arseniuro de niobio reemplace pronto al cobre en todos los chips. El arsénico del que deriva el arseniuro de niobio es tóxico, lo que complica considerablemente la fabricación y el manejo de los componentes. También deberá estudiarse la compatibilidad con los procesos industriales.
El interés principal radica, por tanto, en la demostración de un principio. También deberán examinarse otros materiales para buscar, si existen, candidatos más seguros y compatibles con la industria.