Nanoelectrónica se refieren al uso de la nanotecnología en los componentes electrónicos

LA NANOELECTRONICA

Nanoelectrónica se refieren al uso de la nanotecnología en los componentes electrónicos, especialmente transistores. Aunque el término nanotecnología se define generalmente como la utilización de la tecnología de menos de 100 nm de tamaño, la nanoelectrónica menudo se refieren a dispositivos de transistores que son tan pequeñas que las interacciones inter-atómicas y las propiedades de la mecánica cuántica tienen que ser estudiado de forma exhaustiva. Como resultado, los presentes transistores no entran en esta categoría, a pesar de que estos dispositivos se fabrican con 45 nm, 32 nm o 22 nm tecnología.

Nanoelectrónica a veces se consideran como tecnología disruptiva debido actuales candidatos son significativamente diferentes de transistores tradicionales. Algunos de estos candidatos son: electrónica híbridos moleculares/semiconductor, uno nanotubos/nanohilos dimensiones, o la electrónica molecular avanzadas.

ENFOQUES PARA LA NANOELECTRÓNICA

Por ejemplo, los transistores de un solo electrón, que implican el funcionamiento del transistor basan en un solo electrón. Sistemas nanoelectromecánicos también entran en esta categoría. Nanofabricación se puede utilizar para la construcción de matrices paralelas ultradenso de nanocables, como una alternativa a la síntesis de nanocables individualmente.

Nanofabrication

Además de ser pequeño y permitiendo que más transistores para ser embalados en un solo chip, la estructura uniforme y simétrica de los nanotubos permite una mayor movilidad de electrones, una constante dieléctrica superior, y una característica de electrones/agujero simétrica.

Además, las nanopartículas se pueden usar como puntos cuánticos.

Nanomateriales electrónica

AVANCES NANOELECTRONICOS

La Start-up StoreDot, del departamento de Nanotecnología de la Universidad de Tel Aviv Israel, ha presentado recientemente en la conferencia Think next de Microsoft, un prototipo revolucionario que promete cargar la batería de un celular en sólo segundos, este cargador esta basado en semiconductores construidos a partir de péptidos, estos últimos estructurados por aminoácidos que son las unidades constituyentes de las proteínas, en este prototipo, los péptidos se autoensamblan espontáneamente creando estructuras nanometricas llamadas puntos cuánticos que poseen interesantes propiedades piezoeléctricas, actualmente este prototipo tiene un tamaño de un cargador de Portátil, sin embargo, sus creadores están trabajando para reducir su tamaño, se espera su comercialización para el año 2016. A continuación un vídeo en donde se muestra la carga de una batería de un Smartphone Samsung Galaxy S4 desde 0 hasta 100% en solo 30 segundos.

Cargador ultra rápido para

batería de celular basado en

Nanotecnología

Científicos Israelíes de la Universidad de Tel Aviv, han desarrollado un detector de bombas explosivas, basado en Nanotecnología, que es mil veces mas sensibles que el olfato de perros adiestrados, este detector es capaz de percibir distintos tipos de explosivos, además de múltiples compuestos químicos y biológicos.

El dispositivo consiste en un Chip que posee una matriz de nanocables de Silicio, recubiertos por un compuesto orgánico del tipo amina, el cual se une directamente con las moléculas del explosivo, al unirse esto provoca un cambio en la conductancia de los cables.

El Chip fue puesto a prueba frente a explosivos líquidos además de vapores de TNT mezclados con el aire, detectándolos en forma exitosa, ahora el grupo está trabajando en el diseño de matrices de nanocables recubiertos por otras moléculas para así detectar otros tipos de explosivos

Detector de explosivos

ultrasensible basado en

Nanotecnología

El estudio de células individuales, es de gran importancia en biomedicina, ya que existen muchos procesos y propiedades a nivel bioquímico, electroquímico, mecánico y térmico, que pueden ser seguidos en tiempo real, recientemente en una publicación en la revista Nature Nanotechnology, investigadores españoles han logrado por primera vez introducir un chip electrónico con sensores dentro de una célula viva, en este caso para medir la presión intracelular.

El diseño del chip intracelular comprende un sensor mecánico rodeado por 2 membranas separadas por un espacio vacío, estas membranas actúan como espejos de reflexión paralelos, que constituye un resonador de Fabry-Perot, de forma tal que la presión externa desvía las membranas y los cambios de intervalo que a su vez, modifican la intensidad de la luz reflejada en el centro de las membranas.

Nanochip dentro de células vivas

para medir presión

intracelular

Es importante destacar que estos chips intracelulares no producen daños en las membranas celulares preservando la integridad de estas, manteniéndose las células sanas y viables capaces de funcionar normalmente. A continuación un vídeo en donde se muestra una célula con un chip intracelular en su interior, en donde se aprecia como ésta se divide en forma normal.

Nanochip dentro de células vivas

para medir presión

intracelular

El Carbono se encuentra en la naturaleza en diversas formas alotrópicas, dentro de ellas tenemos al Grafito, Diamante, Nanotubos de Carbono, Fullerenos y Carbinos, El Grafito esta compuesto por una serie de capas de estructura laminar plana (bidimensional) con espesor de un átomo, estas capas constituyen el Grafeno, en estas capas el carbono posee una hibridaciónsp2 que trae como consecuencia que su estructura sea un arreglo hexagonal similar a un panal de abejas, y esta estructura particular es la que confiere las propiedades mecánicas, químicas, electrónicas excepcionales con aplicaciones en todas las áreas, por lo que se le ha llamado el material del futuro, dentro de las miles de aplicaciones, recientemente un grupo de investigadores logró generar corriente eléctrica utilizando Grafeno.

Generación de Energía eléctrica

utilizando Grafeno

para ello hicieron circular agua con iones cloruro sobre la estructura laminar del Grafeno, de tal forma que estos sufrieron un proceso de adsorción sobre la superficie, y el arrastre de estos iones absorbidos en la dirección del flujo, generaron una diferencia de potencial, si bien esto se había logrado con Nanotubos de Carbono, con Grafeno el proceso es mucho mas eficiente, se espera a futuro desarrollar grandes superficies recubiertas con grafeno en las que circule algún líquido iónico, y así generar grandes cantidades de energía, el tiempo dirá si esta fuente energética sea la energía del futuro. A continuación un video general sobre el Grafeno y sus aplicaciones.

Generación de Energía eléctrica

utilizando Grafeno

GRACIAS

Realizado por:

Gian Franco Ticona Tapia

IV Ciclo de Ingeniería de Sistemas e Informática

Física Electrónica

Tutor

Roberto Rodríguez Cahuana