Transistores y circuitos electrónicos con nanotubos de carbono pueden configurarse para mantener sus propiedades eléctricas y su memoria tras ser bombardeados por altas cantidades de radiación.

Es la conclusión de una investgación publicada en ACS Nano por científicos del MIT en busca de soluciones a los requisitos de misiones espaciales más largas y en destinos más lejanos, sometidas a un flujo continuo de radiación cósmica perjudicial

En la actualidad, la duración y la distancia de las misiones al espacio profundo están limitadas por la eficiencia energética y la robustez de la tecnología que las impulsa. Por ejemplo, las fuertes radiaciones del espacio pueden dañar la electrónica y provocar fallos en los datos, o incluso hacer que los ordenadores se averíen por completo.

Una posibilidad es incluir nanotubos de carbono en componentes electrónicos de uso generalizado, como los transistores de efecto de campo. Se espera que estos tubos de un átomo de grosor hagan que los transistores sean más eficientes energéticamente en comparación con las versiones más corrientes basadas en el silicio.

En principio, el tamaño ultrapequeño de los nanotubos también debería ayudar a reducir los efectos que tendría la radiación al golpear los chips de memoria que contienen estos materiales. Sin embargo, la tolerancia a la radiación de los transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono no ha sido ampliamente estudiada.

Por eso, los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, Pritpal Kanhaiya, Max Shulaker y sus colegas querían ver si podían diseñar este tipo de transistores de efecto de campo para que resistieran altos niveles de radiación, y construir chips de memoria basados en estos transistores.

Para ello, los investigadores depositaron nanotubos de carbono en una oblea de silicio como capa semiconductora de los transistores de efecto de campo. A continuación, probaron diferentes configuraciones de transistores con varios niveles de blindaje, consistentes en finas capas de óxido de hafnio y metal de titanio y platino, alrededor de la capa semiconductora.

El equipo descubrió que la colocación de escudos tanto por encima como por debajo de los nanotubos de carbono protegía las propiedades eléctricas del transistor contra la radiación entrante hasta 10 Mrad, un nivel mucho más alto que el que pueden soportar la mayoría de los dispositivos electrónicos basados en el silicio que toleran la radiación.

Cuando sólo se colocaba un escudo debajo de los nanotubos de carbono, éstos quedaban protegidos hasta 2 Mrad, nivel comparable al de la electrónica comercial basada en el silicio que tolera la radiación. Por último, para lograr un equilibrio entre la sencillez de fabricación y la resistencia a la radiación, el equipo construyó chips de memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) con la versión de blindaje inferior de los transistores de efecto de campo.

Al igual que los experimentos realizados con los transistores, estos chips de memoria tenían un umbral de radiación de rayos X similar al de los dispositivos SRAM basados en silicio. Estos resultados indican que los transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono, especialmente los de doble blindaje, podrían ser una adición prometedora a la electrónica de próxima generación para la exploración espacial, dicen los investigadores.

Fuente: notimerica.com