Con la primera observación de los efectos termoeléctricos en contactos de grafeno, un equipo de investigadores ha descubierto que los transistores de grafeno tienen un efecto refrigerante a escala nanométrica que reduce su temperatura.
La velocidad y el tamaño de los chips de ordenador están limitados por cuánto calor son capaces de disipar.
Los ordenadores con chips de silicio suelen usar ventiladores para enfriar los transistores, un proceso que consume una parte importante de la electricidad consumida por un ordenador.
Los chips de los ordenadores futuros fabricados con grafeno (hojas de carbono de un solo átomo de espesor) podrían ser más rápidos que los chips de silicio y operar con menos energía.
Sin embargo, hasta ahora, no ha sido posible conocer a fondo la generación y distribución del calor en los dispositivos de grafeno. El principal motivo ha sido la escala minúscula de la estructura del grafeno.
El equipo responsable del nuevo avance científico en este campo lo han dirigido William King y Eric Pop de la Universidad de Illinois.
Este equipo usó la punta de un microscopio de fuerza atómica como una sonda para hacer las primeras mediciones de temperatura a escala nanométrica de un transistor de grafeno activo.
Las mediciones de temperatura revelaron un fenómeno sorprendente en los puntos donde el transistor de grafeno toca las conexiones de metal. Los investigadores descubrieron que el enfriamiento termoeléctrico, un fenómeno natural y conocido pero que en la electrónica ordinaria tiene un efecto insignificante, puede ser en el caso del grafeno mucho más fuerte en los contactos que el calentamiento, con el resultado insólito de un descenso significativo de la temperatura del transistor.
Este efecto de autorrefrigeración no se había visto previamente en dispositivos de grafeno.
Disponer de este efecto de autorrefrigeración significa que la electrónica basada en el grafeno podría requerir poca acción de refrigeración mediante ventiladores y otros sistemas, o incluso podría ser capaz de prescindir de ellos por completo, con el consiguiente ahorro de consumo eléctrico.
Esta mayor eficiencia energética incrementa más aún el creciente atractivo del grafeno como un reemplazo del silicio.
VÍCTOR LÓPEZ GARCÍA
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