Un nuovo materiale per i computer del futuro

Come saranno i computer del futuro? Difficile a dirsi, viste le continue scoperte di nuovi materiali per la realizzazione di componenti elettronici, fra cui quella appena presentata su Nature Nanotechnology. Un team di ricercatori del Laboratory of Nanoscale Electronics and Structures (LANES) del Politecnico di Losanna ha infatti mostrato che la molibdenite (MoS2) potrebbe essere utilizzata con grande successo per realizzare i microchip del futuro. La molibdenite, formata da zolfo e molibdeno, ha infatti notevoli vantaggi sia rispetto a un materiale tradizionale come il silicio, sia rispetto a materiali di nuova generazione come il grafene. Secondo gli studiosi, l’utilizzo della molibdenite permetterà di costruire componenti più piccoli ed estremamente più efficienti. “Si tratta di un materiale bidimensionale, molto sottile e facile da usare per le nanotecnologie. Ha un reale potenziale nella costruzione di transistor molto piccoli, di LED e celle solari”, ha commentato Andras Kis, fra gli autori dello studio. 

Quali sono i vantaggi specifici di questo materiale rispetto al silicio, attualmente il componente principale dei componenti elettronici? In primo luogo si tratta di un materiale meno voluminoso, che quindi consente la realizzazione di fogli sottilissimi pur garantendo un adeguato flusso di corrente elettrica. Ad esempio, in un foglio di soli 0,65 nanometri di molibdenite, gli elettroni sono liberi di muoversi come in un foglio di 2 nanometri di silicio (1 nanometro corrisponde a 1 miliardesimo di metro). Inoltre, la molibdenite è efficiente, e permetterà di costruire transistor che consumano fino a 100 mila volte meno energia dei tradizionali chip. 

Ecco, invece, i plus rispetto al grafene, considerato uno dei materiali più promettenti nelle nanotecnologie del futuro. Per costruire un chip, ovvero un insieme di moltissimi “interruttori elettronici”, è necessario che gli elettroni nel materiale possano essere confinati in ben determinate bande di energia. Far saltare gli elettroni fra i diversi livelli di energia permette di “accendere” o “spegnere” questi microinterruttori. Ebbene, il grafene non è dotato di queste bande di energia, che vanno indotte artificialmente in fase di costruzione. Al contrario, la struttura cristallina della molibdenite possiede naturalmente i livelli energetici.

Riferimento doi:10.1038/nnano.2010.279