Aquí se presentan las últimas tecnologías de electrónica y comunicación a continuación y para conocer más sobre los diferentes tipos de tecnologías y su aplicación, tipos, usos y últimas tendencias, visite este artículo.
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La era de la electrónica comenzó con la invención del transistor en 1947 y la tecnología de semiconductores basada en silicio. Siete décadas después, estamos rodeados de dispositivos electrónicos y, por mucho que tratemos de negarlo, confiamos en ellos en nuestra vida cotidiana.
El rendimiento de los dispositivos basados en silicio ha mejorado rápidamente en las últimas décadas, principalmente debido a las nuevas tecnologías de procesamiento y diseño, mientras que la nanotecnología ha permitido la miniaturización y la reducción de costos.
Durante muchos años, el silicio siguió siendo la única opción en electrónica. Pero los desarrollos recientes en ingeniería de materiales y nanotecnología han introducido nuevas vías para la electrónica. Si bien la electrónica de silicio tradicional seguirá siendo el foco principal, están surgiendo tendencias alternativas. Éstos incluyen:
- Electrónica 2-D
El interés en el campo comenzó con el descubrimiento del grafeno, una variante estructural del carbono. Los átomos de carbono en el grafeno forman una red hexagonal bidimensional, y esta capa de espesor de átomo ha llamado la atención debido a su alta conductividad eléctrica y térmica, flexibilidad mecánica y muy alta resistencia a la tracción. El grafeno es el material más fuerte jamás probado.
En 2010, la Real Academia de Ciencias de Suecia decidió otorgar el Premio Nobel de Física a Andre Geim y Konstantin Novoselov por sus “innovadores experimentos” en la investigación del grafeno.
El grafeno puede haber comenzado esta revolución 2D en la electrónica, pero el siliceno, el fosforeno y el estaneno, los alótropos de silicio, fósforo y estaño de espesor atómico, respectivamente, tienen una estructura de panal similar con diferentes propiedades, lo que resulta en diferentes aplicaciones.
Los cuatro tienen el potencial de cambiar la electrónica tal como la conocemos, lo que permite la miniaturización, un mayor rendimiento y una reducción de costos. Varias empresas de todo el mundo, incluidas Samsung y Apple, están desarrollando aplicaciones basadas en grafeno.
- Electrónica orgánica
El desarrollo de polímeros conductores y sus aplicaciones dieron como resultado otro premio Nobel en 2000, esta vez en química. Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid y Hideki Shirakawa demostraron que el plástico puede conducir electricidad.
A diferencia de los conductores inorgánicos convencionales y los semiconductores, los materiales electrónicos orgánicos se construyen a partir de moléculas o polímeros orgánicos (a base de carbono) mediante síntesis química. La electrónica orgánica no se limita a polímeros conductores, sino que incluye otros materiales orgánicos que podrían ser útiles en electrónica. Estos incluyen una variedad de colorantes, complejos orgánicos de transferencia de carga y muchas otras moléculas orgánicas.
En términos de rendimiento y desarrollo industrial, las moléculas y polímeros orgánicos aún no pueden competir con sus homólogos inorgánicos. Sin embargo, la electrónica orgánica tiene algunas ventajas sobre los materiales electrónicos convencionales. Los bajos costos de material y producción, la flexibilidad mecánica, la adaptabilidad de los procesos de síntesis y la biocompatibilidad hacen de la electrónica orgánica una opción deseable para ciertas aplicaciones.
Los productos de alta tecnología disponibles comercialmente que dependen de semiconductores orgánicos, como pantallas de televisión curvas, pantallas para teléfonos inteligentes, fuentes de luz de colores y células solares portátiles, demuestran la madurez industrial de la electrónica orgánica. De hecho, varias compañías de alta tecnología, incluidas LG Electronics y Samsung, han invertido en dispositivos electrónicos electrónicos de bajo rendimiento y económicos. Se espera que el mercado de productos electrónicos orgánicos crezca rápidamente en los próximos años.
- Memorias
En 1971, Leon Chua razonó a partir de argumentos de simetría que debería haber un cuarto elemento fundamental de placa de circuito electrónico (además de la resistencia, el capacitor y el inductor) que llamó memristor, un acrónimo de las palabras memoria y resistencia. Aunque Chua demostró que los memristors tienen muchas propiedades interesantes y valiosas, no fue hasta 2007 que un grupo de investigadores de Hewlett Packard Labs descubrió que el efecto de resistencia a la membrana puede estar presente en sistemas a nanoescala bajo ciertas condiciones. Muchos investigadores creen que los memristors podrían terminar con la electrónica tal como la conocemos y comenzar una nueva era de “iónicos”.
Si bien las funciones de transistor comúnmente disponibles utilizan un flujo de electrones, el memristor acopla los electrones con iones o átomos con carga eléctrica. En los transistores, una vez que se interrumpe el flujo de electrones (por ejemplo, desconectando la alimentación) se pierde toda la información. Los recuerdos “memorizan” y almacenan información sobre la cantidad de carga que fluyó a través de ellos, incluso cuando está apagado.
El descubrimiento de memristores allana el camino para un mejor almacenamiento de información, haciendo que los nuevos dispositivos de memoria sean más rápidos, más seguros y más eficientes. No habrá pérdida de información, incluso si está apagada. Los circuitos basados en Memristor nos permitirán encender y apagar las computadoras al instante, y comenzar a trabajar de inmediato.
Durante los últimos años, Hewlett Packard ha estado trabajando en un nuevo tipo de computadora basada en la tecnología memristor. HP planea lanzar el producto para 2020.
- Espintrónica
Spintronics, una palabra común que significa “electrónica de transporte de espín”, es el uso de una propiedad fundamental de partículas conocida como “espín de electrones” para el procesamiento de información. El giro electrónico puede detectarse como un campo magnético con una de dos orientaciones: arriba y abajo. Esto proporciona dos estados binarios adicionales a los valores lógicos altos y bajos convencionales, que están representados por corrientes simples. Llevar información tanto en la carga como en el giro de un electrón potencialmente ofrece dispositivos con una mayor diversidad de funcionalidades.
Hasta ahora, la tecnología spintronic se ha probado en dispositivos de almacenamiento de información, como discos duros y transistores basados en spin. La tecnología Spintronics también es prometedora para la electrónica digital en general. La capacidad de manipular cuatro estados lógicos definidos, en lugar de solo dos, puede dar como resultado un mayor poder de procesamiento de información, una mayor velocidad de transferencia de datos y una mayor capacidad de almacenamiento de información.
Se espera que los dispositivos electrónicos de transporte por rotación sean más pequeños, más versátiles y más robustos en comparación con sus equivalentes de silicio. Hasta ahora, esta tecnología se encuentra en la etapa inicial de desarrollo y, independientemente de la intensa investigación, tenemos que esperar un par de años para ver el primer chip electrónico comercial basado en espín.
- Electrónica molecular
El objetivo final de los circuitos eléctricos es la miniaturización. También conocida como electrónica de molécula única, esta es una rama de la nanotecnología que utiliza moléculas individuales o colecciones de moléculas individuales como bloques de construcción electrónicos.
La electrónica molecular y la electrónica orgánica descritas anteriormente tienen mucho en común, y estos dos campos se superponen en algunos aspectos. Para aclarar, la electrónica orgánica se refiere a las aplicaciones a granel, mientras que la electrónica a escala molecular se refiere a las aplicaciones de una sola molécula a nanoescala.
La electrónica convencional está hecha tradicionalmente de materiales a granel. Sin embargo, la tendencia de la miniaturización en la electrónica ha obligado a los tamaños de las características de los componentes electrónicos a reducirse en consecuencia. En la electrónica de molécula única, el material a granel se reemplaza por moléculas individuales. El tamaño más pequeño de los componentes electrónicos disminuye el consumo de energía al tiempo que aumenta la sensibilidad (y a veces el rendimiento) del dispositivo. Otra ventaja de algunos sistemas moleculares es su tendencia a autoensamblarse en bloques funcionales. El autoensamblaje es un fenómeno en el que los componentes de un sistema se unen espontáneamente, debido a una interacción o factores ambientales, para formar una unidad funcional más grande.
Se han desarrollado varias soluciones electrónicas moleculares, incluidos cables moleculares, transistores de una sola molécula y rectificadores. Sin embargo, la electrónica molecular todavía está en la fase inicial de investigación, y ninguno de estos dispositivos ha abandonado el laboratorio.
