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Transistores hechos con hilo de algodón
Un equipo multinacional de científicos de materiales han creado circuitos eléctricos y transistores de fibras de algodón. Dos tipos de transistores fueron creados: uno de efecto de campo (FET), al igual que los transistores que se encuentran en la CPU de los ordenadores¡, y un transistor electroquímico, que es similar pero capaz de operar a bajos voltajes, y por lo tanto más adecuado para ordenadores portátiles.
Seguro que se piensa que el algodón es un aislante muy bueno – pero antes de acusar a este equipo de científicos de Italia, Francia y los Estados Unidos de magia y hechicería, se ha de considerar que el algodón es sólo el sustrato. Para que sea conductor, los hilos de algodón han sido recubiertos con variedad de materiales. Para hacer «cables» conductores, los hilos fueron recubiertos con nanopartículas de oro, y a continuación con un polímero conductor. A su vez, para convertir un cable de algodón en un semiconductor, se sumerge en otro polímero, y luego una capa de glicol para que sea resistente al agua.
El resultado final, de acuerdo con el trabajo de investigación , es hilados de algodón que se pueden utilizar como bloques de construcción básicos de un equipo con circuitos electrónicos, conservando su flexibilidad. Debido a los recubrimientos los hilos son un poco más rígidos, pero por el otro lado también son más elásticos. No es un proceso que consume tiempo el crear estos hilos de algodón conductor, es comparable a la tintura.
Estos circuitos de algodón hecho a la medida tejen el camino para, literalmente, las computadoras portátiles. Por primera vez, en lugar de la incorporación de pequeños chips o circuitos impresos flexibles , usted será capaz de construir una camiseta que sea también un ordenador. Basta pensar cuántas interconexiones que hay en una camiseta de algodón estándar – es en la escala de cientos de miles o millones – y cada uno de ellos podría convertirse en un transistor. Obviamente estamos un poco lejos de la realidad, pero la idea de la incorporación de sensores – detectores de radiación, detectores de sustancias tóxicas, monitores de latidos del corazón – está a la vuelta de la esquina.
Fuente: Organic electronics on natural cotton fibres. Science Direct
Transistor universal, sirve de base para llevar a cabo cualquier función lógica
El núcleo del transistor reconfigurable se compone de una estructura de nanocables incrustados en una carcasa de dióxido de silicio. Electrones o huecos fluyen de la fuente en un extremo del nanocable a través de dos puertas al colector en el otro extremo del nanocable. Una puerta se utiliza para programar la polaridad p o n, mientras que la otra puerta s intoniza la conductancia través de los nanocables. Crédito de la imagen: © Namlab gGmbH
La mayoría de los dispositivos electrónicos actuales contienen dos tipos de transistores de efecto campo (FET): tipo-n (que utilizan electrones como el portador de la carga) y tipo-p (que utilizan los huecos). Por lo general, en un transistor sólo puede haber un tipo u otro, pero no ambos. Ahora en un nuevo estudio, investigadores han diseñado un transistor que puede reconfigurarse como ya sea tipo-n o de tipo-p cuando se programa mediante una señal eléctrica. Un conjunto de estos «transistores universales» puede, en principio, realizar cualquier operación de la lógica booleana, es decir, los circuitos podrían realizar el mismo número de funciones lógicas con menos transistores. Esta ventaja podría conducir a un hardware más compacto y nuevos diseños de circuitos.
Los investigadores que diseñaron el transistor, dirigidos por Walter M. Weber en Namlab gGmbH en Dresden (Alemania), han publicado el nuevo concepto en un número reciente de Journal Nano Letters.
«Nanocables sintéticos se utilizaron para realizar la prueba inicial», dijo Weber a PhysOrg.com. «Sin embargo, el concepto es totalmente transferible para el estado de la técnica de la tecnología CMOS de silicio y puede hacer uso de los procesos de autoalineado».
El núcleo del nuevo transistor consta de un solo nanocable hecho de una estructura de metal-semiconductor-metal, que está incrustado en una capa de dióxido de silicio. Los electrones o huecos fluyen desde la fuente en un extremo del nanocable a través de dos puertas al colector en el otro extremo del nanocable. Las dos puertas controlan el flujo de electrones o huecos de diferentes formas. Una puerta selecciona el tipo de transistor al optar por utilizar cualquiera de los electrones o huecos, mientras que la otra puerta controla los electrones o los huecos mediante el ajuste de la conductancia de los nanocables.
Utilizando una puerta para seleccionar la configuración tipo-p o tipo-n es muy diferente de la operación convencional de los transistores . En los transistores convencionales, el tipo p o n, resulta de la operación de dopaje que se produce durante el proceso de fabricación, y no se puede cambiar una vez que el transistor se fabrica. En contraste, el transistor reconfigurable no utiliza ningún tipo de dopaje. En cambio, una tensión externa aplicada a una puerta puede volver a configurar el tipo de transistor, incluso durante la operación. La tensión hace que la unión Schottky cerca de la puerta sirva para bloquear cualquiera de los electrones o los huecos de los que fluyen a través del dispositivo. Así que si los electrones están bloqueados, los agujeros pueden fluir y el transistor es de tipo p. Al aplicar un voltaje ligeramente diferente, la reconfiguración se puede cambiar una vez más, sin interferir con el flujo.
Los científicos explican que la clave para hacer este trabajo de reconfiguración es la posibilidad de ajustar el transporte electrónico a través de cada una de las dos uniones (una por cada puerta) por separado. Las simulaciones mostraron que la corriente está dominado por efecto túnel, lo que sugiere que la geometría de los nanocables juega un papel importante en la capacidad para el control independiente.
Debido a que el transistor reconfigurable puede realizar las funciones lógicas de ambos tipos n y p, FET, un solo transistor podría reemplazar a la vez un FET p y n en un circuito, lo cual reduce significativamente el tamaño del circuito, sin disminuir su funcionalidad. Incluso en esta primera etapa, el transistor reconfigurable muestra características eléctricas muy buenas, incluyendo un récord de encendido / apagado y la reducción de la corriente de fuga en comparación con el convencional FET de nanocable. En el futuro, los investigadores planean seguir mejorando el rendimiento del transistor.
«Estamos variando la combinación de materiales para potenciar aún más el rendimiento del dispositivo», dijo Weber. «Más adelante, los primeros circuitos aplicación de estos dispositivos se construirán. … El mayor reto será la incorporación de las señales de las puertas adicionales en el diseño, que permitan la interconexión con otros transistores.»
Ampliar información: André Heinzig, et al. «Reconfigurable nanocables de silicio transistores.» Nano Letters. DOI: 10.1021/nl203094h
Primer circuito integrado realizado con molibdenita
La molibdenita es un mineral del grupo II (sulfuros), según la clasificación de Strunz; es un disulfuro de molibdeno (MoS2). Es de apariencia y de tacto similar al grafito; y también posee propiedades lubricantes que son consecuencia de su estructura de capas. La estructura atómica consiste en láminas de átomos de molibdeno contenidos entre láminas de átomos de azufre. Las uniones Mo-S son fuertes, pero la interacción entre átomos de azufre entre las capas superiores e inferiores de un conjunto de tres láminas es débil, lo que produce un efecto de fácil deslizamiento a la vez que planos de exfoliación.
El aumento progresivo de la escala de integración de los circuitos electrónicos (chips) está llegando a unos límites en los que el silicio, que es el material semiconductor que se suele utilizar como base, comienza a presentar inestabilidades que hacen que no se pueda disminuir mucho más el tamaño de los transistores. Una de las vías que se están investigando actualmente pasa por el uso del Grafeno como complemento al Silicio aunque, también, se está explorando el uso de otros materiales semiconductores http://www.marisolcollazos.es/noticias-informatica/wp-admin/post.php?post=4405&action=edit&message=10alternativos al Silicio. Precisamente, la Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) acaba de desarrollar el primer circuito integrado fabricado con Molibdenita.
La Molibdenita se identificó por dos factores, fundamentalmente, por un lado porque era tenía menor volumen que el Silicio (algo interesante para buscar una reducción del tamaño) y, por otra parte, se había identificado este material como un posible sustrato sobre el que fabricar transistores que consumieran 100 000 veces menos energía que sus equivalentes en Silicio cuando el transistor está en reposo.
Hasta la fecha, el Silicio no había permitido sobrepasar la barrera de los 2 nanómetros, punto en el que el Silicio podía presentar un proceso de oxidación de su superficie en el que sus propiedades químicas se deteriorarían. Sin embargo, el uso de la Molibdenita permite realizar circuitos integrados hasta tres veces más pequeños porque, a esa escala, el material sigue siendo muy estable y sus propiedades eléctricas siguen siendo fáciles de controlar.
Ampliar información en: ALT1040
Bajo licencia creative Commons
Robert Noyce, inventor del circuito integrado es el homenajeado por Google en su doodle
En el buscador de Google aparece hoy un chip que forma su doodle y pulsándolo conduce hasta la página donde se muestra información relacionada. Hoy Google rinde homenaje con este doodle en forma de microchip al creador de este tipo de elemento, Robert Noyce, que actualmente es la base de casi todos los .dispositivos que se usan en cualquier ámbito de la actividad humana El reconocimiento de este invento se dio tanto a Robert Noyce como a Jack Clair Kilby.
Robert Noyce además fue cofundador de la empresa Intel fabricante de microprocesadores habituales en los ordenadores y que son el núcleo de estas máquinas. Hoy 12 de diciembre se cumplen 84 años desde el nacimiento de este científico que falleció a los 62 el año 1990.
El primero de estos microchips llegó al mundo en 1961 y en año 1964 algunos de estos microprocesadores ya contaban con 32 transistores, que parecen ridículo si los comparamos con los más de 700 millones que poseen los últimos Intel Core i7.
Estos datos también nos sirven para darnos cuenta de la gran evolución que ha sufrido la tecnología en este último medio siglo.
Fuente: es.wikipedia.org
Uno de los microprocesadores más pequeños del mundo
Un equipo de científicos, dirigido por Guillaume Gervais del Departamento de Fisica de McGill y Mike Lilly de los Laboratorios Nacionales Sandia (EE.UU.), han diseñado uno de los más pequeños circuitos electrónicos del mundo. Está formado por dos hilos separados por sólo unos 150 átomos o 15 nanómetros (nm).
El descubrimiento, publicado en la revista Nature Nanotechnology, podrían tener un efecto significativo en la velocidad y la potencia de los circuitos integrados cada vez más pequeños en el futuro, como teléfonos inteligentes, computadoras de escritorio, televisores y sistemas de GPS.
Esta es la primera vez que alguien ha estudiado cómo los cables de un circuito electrónico interactuan unos con otros cuando se empaquetan juntos tan estrechamente. Sorprendentemente, los autores encontraron que el efecto de un alambre en el otra puede ser positivo o negativo. Esto significa que una corriente en un cable puede producir una corriente en el otro que es, ya sea en el mismo sentido u opuesto. Este descubrimiento, basado en los principios de la física cuántica, sugiere la necesidad de revisar nuestra comprensión de cómo, incluso los circuitos electrónicos más simples, se comportan a nanoescala.
Además de los efectos sobre la velocidad y eficiencia de los futuros circuitos electrónicos, este descubrimiento también podría ayudar a resolver en el futuro uno de los grandes desafíos del diseño, la gestión de la creciente cantidad de calor producido por los circuitos integrados.
El conocido teórico Markus Buttiker especula que podría ser posible para aprovechar la energía perdida en forma de calor en un cable mediante el uso de otros cables cercanos. Por otra parte, Buttiker cree que estos resultados tendrán un impacto sobre el futuro de la investigación fundamental y aplicada en nanoelectrónica.
La investigación fue financiada por Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, los Fonds de recherche Nature et Technologies of Quebec, el Canadian Institute for Advanced Research y el Center of Integrated Nanotechnologies en Sandia National Laboratories.
Fuente de la información: McGill University
Referencia de Nature: D. Laroche, G. Gervais, M. P. Lilly, J. L. Reno. Positive and negative Coulomb drag in vertically integrated one-dimensional quantum wires. Nature Nanotechnology, 2011; 6 (12): 793 DOI: 10.1038/nnano.2011.182
Intel e IBM revelan el futuro de los «chips» para ordenadores
En las últimas horas hemos visto a dos de los nombres más importantes en la tecnología de revelando el futuro de los chips para computadoras -ya sea intencionalmente o no.
Un documento filtrado de Intel muestra que la pautade compañía la para la siguiente generación de procesadores, que debe comenzar a rodar a principios del año que viene. Mientras tanto, IBM ha presentado su visión a largo plazo de la tecnología de procesamiento, comienza a trazar los desarrollos sin descubrir lo que viene después de silicio cuando se vuelva obsoleto. La compañía ha mostrado algunas de estas técnicas emergentes, que a menudo superan a sus equivalentes de silicio y se puede construir utilizando técnicas de producción similares.
La llegada de Ivy
En un documento filtrado reportados por X-bit Labs , Intel revela su hoja de ruta de productos para Ivy Bridge, la nueva generación de chips de computadora que se encontrará pronto en PCs y Macs. Ivy Bridge lleva a la compañía al rango de 22 nanómetros en los microprocesadores. Los chips más pequeños logran mayor frecuencia de procesamiento.
Ivy Bridge sinifica máquinas con cerca de 4 GHz de potencia de procesamiento, de acuerdo con el documento Top-of-the-line, el Intel Core i7 3.9 GHz contará con un diseño de cuatro núcleos, lo que significa que las distintas partes del chip puede trabajar de forma independiente. Esto es útil en software, como juegos, que pueden tener múltiples operaciones a la vez. El chip más bajo de gama, un diseño de Core i5, seguirá siendo de cuatro núcleos funcionando a 2,7 GHz, siendo bastante rápido para los estándares actuales.
Aunque estos chips utilizan una nueva tecnología conocida como Tri-Gate, todavía están basados en el silicio. El cofundador de Intel Gordon Moore escribió la célebre frase acerca de cómo el número de transistores en los chips de silicio se duplicaría aproximadamente cada dos años, y la tecnología en general ha seguido ese paso. Es tan consistente que la observación se conoce como Ley de Moore.
Mientras los fabricantes de chips están todavía investigando las profundidades a las que llegan en términos de mantener el número de transistores cada vez más reducidos, se llegará a ese límite muy pronto, dicen los expertos. Una vez que los circuitos se reduzcan a alrededor de siete nanómetros, los efectos cuánticos empiezan a suceder, y será imposible lograr chips más pequeños – no con silicio, de todos modos.
Más allá de silicio
Mientras tanto, IBM presentó su plan a largo plazo, como se informó en el Wall Street Journal , para ir más allá de silicio y la toma del poder de procesamiento a nuevos niveles. La compañía está apostando en tres tecnologías: los nanotubos de carbono, el grafeno, y algo que llama «memoria de circuito.»
El primer enfoque implica el cambio de silicio en favor de carbono. IBM describe cómo la compañía ha construido un transistor hecho de nanotubos de carbono en el rango de 10 nanómetros. Además del pequeño tamaño atractivo, superó al silicio en varias métricas clave.
El grafeno, descubierto en 2004, ha sido aclamado como un nuevo tipo de sustancia se preguntan – a pesar de que es esencialmente una forma de carbono y, al igual que la punta del lápiz. El grafeno es el rey de lo pequeño – tiene sólo un átomo de espesor – y es altamente conductor. IBM construyó el primer circuito de grafeno a principios de este año, y ahora dice que se pueden construir chips de grafeno utilizando las líneas de producción por lo general utilizados para el silicio, que es un buen augurio para la producción masiva.
La memoria de circuito consiste en reemplazar la memoria flash, usado en todo desde iPhones a las tarjetas SD, con imanes microscópicos cambiado a lo largo de alambre pequeño bucles llamados nanocables. IBM ha demostrado esta técnica, también, que también se construye conlas líneas defabricación de productos normales.
La necesidad de velocidad
¿Crees que tu equipo es lo suficientemente rápido? Eso está muy bien, pero hay un montón de aplicaciones para las tecnologías emergentes que están deseando más avances en potencia de procesamiento. Los juegos como Call of Duty: Modern Warfare 3 empujan las máquinas de hoy a sus límites, y la visión de los desarrolladores sólo está limitado por la potencia de procesamiento de las máquinas.
Además, el campo entero de la computación cuántica y hypercomputing dependen de la toma de potencia de procesamiento a niveles hasta ahora desconocidos. La propia IBM tiene grandes planes para las nuevas plataformas que surgen de su muy publicitado proyecto Watson , y aquellos que necesitan la potencia de procesamiento avanzadas.
Mientras que el futuro de las computadoras es todavía incierto, en definitiva, los fabricantes de chips están trabajando frenéticamente para asegurarse de que no llegan a un punto muerto.
Fuente: mashable Tech
Ordenador de doble núcleo en una llave electrónica
La empresa noruega FXI technologies mostró un prototipo de memoria USB del tamaño de una llave electrónica (pendrive), con una CPU de núcleo doble a 1.2 GHz ARM de Samsung Exynos (igual que en el teléfono móvil celular Galaxy S II), Wi-Fi 802.11n, Bluetooth, HDMI- y una ranura para tarjetas microSD para memoria. Con nombre en código Cotton Candy (dulce de algodón) por sus 21 gramos, el PC permite lo que su inventor denomina «Cualquier Informática de la pantalla,» la capacidad de convertir cualquier televisor, ordenador portátil, teléfono, tableta en un terminal «tonto» de su sistema operativo Android.
Tiene un conector USB 2.0 en un extremo y un conector HDMI en el otro. Cuando se conecta a una televisión de alta definición, utiliza el puerto HDMI para vídeo, el cable USB para la alimentación eléctrica, y Bluetooth para conectarse a un teclado, un ratón o tableta, para controlar el sistema operativo. El dispositivo admite una resolución de hasta 1080 p por lo que incluso una pantalla Full HD puede mostrar el sistema operativo preinstalado en su resolución nativa el Candy Android 2.3. La CPU de doble núcleo es lo suficientemente potente como para reproducir vídeo a 1080 p y vídeos de alta definición desde la web. Obtenga más información en el vídeo a continuación.
Ampliar información en: FXI Technologies/a>
Avances en la computación paralela
El paralelismo es una forma de computación basada en un principio aparentemente simple: dividir los problemas grandes en varios pequeños y solucionarlos simultáneamente, lo que permite ejecutar más instrucciones en menos tiempo. Pero llevado a la práctica es una cuestión compleja en la que se encuentran investigando grupos científicos de todo el mundo.
“El problema que pretendemos resolver es que los ordenadores de hoy en día han dejado de ser cada vez más rápidos y, los fabricantes, en vez de hacer un único microprocesador más avanzado, que tiene unos consumos muy elevados, lo que hacen es poner dos, cuatro o más, incluso 80 en algunos ordenadores experimentales”, detallan los investigadores Diego Llanos y Arturo González (Universidad de Valladolid). Esto ha sido posible gracias a una mejora en la tecnología de fabricación, que ha posibilitado una reducción en el tamaño de los elementos que componen estos microprocesadores y, por tanto, que se puedan incluir más dispositivos en la misma área.
“En lugar de introducir un microprocesador se colocan varios, juntos, para consumir menos. El problema es cómo sacarle partido a varios núcleos, ya que los microprocesadores funcionan de manera secuencial, es decir, si tienen que ejecutar un único programa y con un núcleo alcanza, el resto no hace nada”, explican.
Se trata, pues, de una “cuestión de eficiencia”. “Nosotros trabajamos en paralelización de algoritmos. Aprovechar dos núcleos es posible, pero cuando se habla de 4, 8, 16, etc, si se tiene una sola aplicación de cálculo intensivo, la cuestión es cómo aprovecharlos, es decir, qué hacer para que realmente funcionen todos a la vez”, subrayan. La resolución de este problema ocupa a la comunidad científica internacional, que está intentado obtener “una versión paralela que distribuya la tarea entre todos los obreros y por tanto aprovechar de forma automática un programa que ahora es secuencial, que primero hace una tarea y luego otra”.
Ampliar información en: sinc
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