Altro che Legge di Moore arrancante. Con i nanotubi di carbonio il mondo dei processori potrebbe compiere un bel passo evolutivo, superando in prestazioni ed efficienza energetica i tradizionali prodotti: così promette il team di ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison, cui si deve una nuova applicazione che può “superare le performance dei più avanzati transistor di silicio”. Non è certo la prima volta che se ne parla, perché i nanotubi (ovvero una struttura, una forma creata dagli atomi di carbonio in particolari circostanze) grazie alle loro capacità di conduzione elettrica da decenni sono protagonisti di numerose ricerche, fra cui quella che ha condotto Ibm a creare, nel 2012, il primo transistor a 9 nanometri. Quella della miniaturizzazione è, in effetti, una delle barriere che questo materiale permette di superare, più facilmente di quanto non faccia il silicio.
La novità di oggi, pubblicato sulla rivista Science Advances, segna però una tappa ulteriore: i transistor realizzati conducono quasi il doppio (1,9 volte) della quantità di corrente veicolata dagli analoghi in silicio. “Questo traguardo è almeno da vent’anni un sogno della nanotecnologia”, ha sottolineato Michael Arnold, uno dei due ricercatori a capo del progetto, il quale ha parlato anche di “pietra miliare” e di “progresso cruciale” verso l’utilizzo dei nanotubi di carbonio nell’informatica.
Dove sta il “segreto”? I ricercatori hanno lavorato per ottenere nanotubi quasi perfetti, ovvero privi di impurità (come i nanotubi metallici) che avrebbero limitato la capacità di semiconduzione. Come spiegato da Arnold, “Abbiamo identificato specifiche condizioni con le quali ci si può liberare di quasi tutti i nanotubi metallici”, riducendone la presenza a meno dello 0,01% del materiale.
Un altro obiettivo raggiunto è quello della perfetta disposizione delle strutture di carbonio sul wafer, il che significa perfetto allineamento, ordine e assenza di spazio vuoto fra i nanotubi e gli elettrodi del transistor. Poiché il polimero usato per isolare i nanotubi semiconduttivi agisce anche come strato isolante, che li separa dagli elettrodi, per eliminare questo layer il materiale viene “cotto” in un forno sottovuoto.
Ci vorrà tempo, a detta degli stessi ricercatori, prima che questa innovazione arrivi sul mercato. Il prodotto uscito dal laboratorio universitaria non rispetta la geometria degli attuali transistor in silicio, e dovrà quindi adattarvisi in futuro, così come andranno affrontati alcuni problemi di scalabilità per l’eventuale produzione di massa. Superate queste sfide, si prospettano benefici notevoli in fatto di velocità di trasmissione dei dati, ma anche di efficienza e prestazioni: un dispendio di batteria del dispositivo fino a cinque volte inferiore a fronte delle medesime performance, o viceversa performance cinque volte superiori a parità di consumo.