Foto: Struttura del grafene (Carbophiliac)

Qualcuno si ricorderà, un decennio fa circa: c'era chi affermava che non sarebbe mai stato possibile superare il limite dei 3GHz per le velocità di clock i processori in quanto tale frequenza (3 miliardi di cicli al secondo) avrebbe interferito con gli stessi microcomponenti di cui era costituito il chip, un limite costruttivo più che fisico.

In pratica a quelle frequenze anche componenti miniaturizzati di pochi micron fungono da antenna, aumentando il rumore e impedendo di fatto il superamento di tale limite: una specie di "muro del suono" per le onde elettromagnetiche.

Non sembra invece sia un problema raggiungere neppure i 100 GigaHertz: 100 miliardi di volte al secondo con cui oscilla il "contatore" della CPU. Questa la velocità che tra breve sarà possibile osservare nei microprocessori.

Si tratta di una delle possibilità offerte dal grafene, un materiale  costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio (avente cioè uno spessore equivalente alle dimensioni di un solo atomo, ovvero 0,35 nm, o 3,5 angstrom).

E' quanto pubblica Science sul suo ultimo numero.

http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/327/5966/662

Dopo il suo recente studio sulla possibilità di rivelare (anche) la luce, i ricercatori IBM del Watson Research Center di Ossining (NY) hanno perfezionato nuove tecniche per la realizzazione di Chip superveloci.

Quella del grafene, voglio sottolineare, non è una novità: qualche lettore si ricorderà della tecnica dell’esfoliazione che, pur con tutte le difficoltà, aveva permesso la produzione di prototipi in grado di lavorare fino a 26 GHz.

Ma il nuovo metodo illustrato venerdì scorso su Science è sicuramente molto più semplice da realizzare: i ricercatori hanno fatto "crescere" uno strato di grafene su un apposito wafer al silicio. Riscaldandolo, il silicio evapora e lascia sotto di sé un sottilissimo strato chiamato grafene epitassiale.

Il metodo in sé era già parzialmente conosciuto: IBM ha però migliorato anche lo strato isolante e proprio grazie a questo è stato possibile arrivare al risultato.

L’aggiunta di un particolare polimero tra il dielettrico e il grafene ha migliorato le performance e i risultati non si sono fatti attendere, pubblicati immediatamente sulla rivista Science.

Walter de Heer, docente di fisica del Georgia Institute of Technology, personaggio pioniere nei metodi di lavoro con il grafene epitassiale, sostiene che stavolta non si tratta di un semplice “nuovo risultato”, ma di una via percorribile anche con la fabbricazione pratica.

Una scoperta che ancora non chiarisce completamente l'importanza del risultato e che porterebbe, nell'arco di qualche anno, le attuali CPU espresse in GHz con una singola cifra intera prima della virgola a fare bella mostra in un museo di antichità.

Una applicazione che sicuramente avrà prima applicazioni militari, ma che nell'arco di poco tempo potrà essere utilizzata per lo studio di sistemi complessi, come il clima o le pandemie.

E l'Italia? Il primo semiconduttore che presenta le stesse eccezionali caratteristiche del grafene è stato realizzato in Italia, a Pisa, dal Nest (Laboratorio nazionale per le nanoscienze e nanotecnologie) dell’Infm-Cnr (Istituto nazionale di fisica per la materia) e della Scuola Normale Superiore di Pisa.

Si tratta dunque di una sperimentazione che vede l'Italia in prima linea nello studio dei nuovi materiali.

Per approfondire:

http://www.galileonet.it/news/11729/copiando-il-grafene