Uno studio su Nature Communications dimostra le possibilità offerte dal fosforo nero, o fosforene, un materiale bidimensionale che potrebbe rendere possibili transistor più piccoli ed efficienti di quelli attuali
Con buona pace della Silicon Valley, che deve il suo nome alsilicio dei chip per computer, il futuro dell’informatica potrebbe essere un altro materiale: il fosforene. Un team di ricercatori dell’Università di Sungkyunkwan, nella Corea del Sud, ha infatti presentato di recente sulle pagine di Nature Communication il primo transistor creato a partire dal fosforo nero (colloquialmentefosforene), un materiale bidimensionale (come il più famosografene) che promette di rivoluzionare il mondo dell’elettronica, portando allo sviluppo di componenti ancora più piccoli ed efficienti di quelli attuali.
Il segreto del fosforene è la sua struttura bidimensionale, che gli conferisce alcune caratteristiche fisiche estremamente particolari. Per capire di cosa stiamo parlando però bisogna fare un passo indietro, e ricordarci che i transistor, onnipresenti in tutti i nostri dispositivi elettronici, sono basati suisemiconduttori, materiali con particolari proprietà intermedie tra quelle di un isolante e di un conduttore.
I semiconduttori a loro volta possono inoltre essere di due tipi, definiti n e p, che presentano diverse caratteristiche di conduzione elettrica. Per fornire al silicio proprietà di tipo n o p bisogna “drogarlo”, inserire cioè nella sua struttura cristallinadelle impurità che ne modificano le caratteristiche fisiche.
È qui che entra in gioco la scoperta dei ricercatori sud coreani: un chip di fosforene può avere proprietà di tipo n, p o ancheambipolari (funzionare cioè come entrambi i tipi precedenti), modificando semplicemente lo spessore dello strato di fosforonero, e il metallo utilizzato per collegare il chip al circuito. Fondamentalmente, spiegano i ricercatori, questo vuol dire che è possibile creare chip di puro fosforene (senza bisogno di impurità) di dimensioni molto minori rispetto a quelli al silicio, con la stessa efficienza e minori consumi energetici.
Caratteristiche estremamente importanti, visto che la spinta tecnologica impressa da smartphone e dispositivi mobili sta rapidamente spingendo la miniaturizzazione dei componentielettronici verso i limiti delle possibilità offerte dal silicio. In altre parole: presto non saremo in grado di rendere i chip al silicio più piccoli di così, e avremo bisogno di nuovi materiali per costruiredevice mobili poco ingombranti, ma più potenti di quelli attuali.
Il fosforene dunque è un candidato interessante, ma attualmente non esiste ancora un metodo per produrlo nelle quantità necessarie per un utilizzo industriale. In attesa che ne venga scoperto uno (sono molti i laboratori che se ne stanno occupando in tutto il mondo), i ricercatori sud coreani assicurano che continueranno a studiare le possibilità del fosforene, un materiale che, sono convinti, nasconde ancora molte sorprese. “Siamo riusciti a costruire un transistor con proprietà eccellenti con estrema facilità, e senza avere accesso ai più sofisticati macchinari utilizzati oggi in campo industriale – spiega DavidPerello, uno degli autori della ricerca – e questo vuol dire che con i giusti strumenti potremmo farne di molto, molto più potenti”.
