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Electrónica Cuántica y Nanofísica: en los límites de lo posible

enero 1, 2014

Pablo Jarillo-Herrero es físico y trabaja en el Área de Física de la Materia Condensada del Departamento de Física del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Sus experimentos tienen lugar a la escala de la física mesoscópica, régimen intermedio entre la física atómica y la física macroscópica, y que se dedica al estudio de las propiedades cuánticas que emergen en sistemas microscópicos, muy diferentes de las propiedades de los sistemas macroscópicos. Este campo esta totalmente integrado dentro de lo que hoy día se llama nanofísica, es decir el estudio de las propiedades físicas de materiales cuyas dimensiones son del orden de 1-100 nanómetros (un nanómetro es una unidad de longitud que equivale a una milmillonésima parte de un metro).

La ley de Moore esta llegando a sus límites físicos y los científicos están ya buscando alternativas al silicio, el material con el que se fabrican los chips actuales. Simultáneamente, se están buscando alternativas a la computación clásica, que utiliza la carga del electrón y esta basada en ceros y unos o bits (sistema binario). Estas alternativas estan basadas en otros tipos de bits cuánticos o qubits, y utiliza otros grados de libertad como el spin de los electrones. El grafeno es uno de los materiales que ha producido enormes expectativas y con el que investiga en el MIT el valenciano Pablo Jarillo Herrero, que ya ha publicado en la revista Nature trabajos sobre transistores cuánticos en nanotubos de carbono o transistores superconductores bipolares en grafeno. El grafeno es una lámina de espesor monoatómico de grafito, el material con el que se hacen los lapices. Tanto el grafeno en sí como los nanotubos de carbono (que resultan de enrollar una lamina de grafeno en una geometría cilíndrica) poseen propiedades electrónicas y mecánicas sorprendentes. Por ejemplo, en el grafeno los electrones pueden circular con una movilidad miles de veces superior a la que alcanzan en el silicio y a temperatura ambiente. Esto resulta en la propagación de electrones de manera balística, es decir sin colisionar y por lo tanto sin disipación de energía, a lo largo de distancias del orden de varios micrómetros, una escala gigantesca comparado con las dimensiones de los transistores actuales.

Por ello, las expectativas que levanta el grafeno y los nanotubos de carbono en aplicaciones en Electrónica Cuántica y otros campos son inmensas: chips funcionado miles de veces mas rápidos que los actuales sin generar calor; cables de nanotubos de carbono cinco veces mas resistentes que el acero y veinte veces menos pesados, dispositivos nanofotónicos basados en plasmones, etc. Las aplicaciones de la Nanofísica del carbono en forma de nanotecnologías se extiende desde los nuevos nanomateriales, la nanobiotecnología, la electrónica cuántica, la biología molecular y para todo tipo de ingenierías.

De todo ello trata el programa Tecnópolis UPTV de esta semana ea través de un diálogo en profundidad con Pablo Jarillo-Herrero, uno de los mejores y mas prometedores nanofísicos españoles que trabaja en la vanguardia de la Electrónica Cuántica y la Nanofísica.
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Esta entrega de Tecnópolis UPTV se emite el miércoles 23 de Septiembre, de las 13.30 a 14.30 h. y de 21.30 a 22.30 h. (horas de España). Y se re-emite el domingo 27 de Septiembre con el mismo horario. La televisión de la Universidad Politécnica de Valencia emite en abierto en el área metropolitana de Valencia, por el canal 45 UHF; en TV por cable en España, por el canal 989 de Ono y, por el satélite Hispasat para Iberoamérica.

Para ver el programa de lo puedes descargar íntegro (190MB), clickeando sobre el gráfico:
Visor Programa Electróncia Cuántica conPablo-jarillo-herrero