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Il futuro dell’elettronica digitale sarà nelle care vecchie valvole

Giu 7, 2016

Ritorno al futuro. Nel mondo della tecnica, capita abbastanza di frequente che tecnologie considerate obsolete ritornino in auge e vengano nuovamente utilizzate, ovviamente trasformate ed adattate alle esigenze (e alle possibilit costruttive) dell’epoca moderna. quanto infatti potrebbe accadere alle valvole termoioniche, o tubi a vuoto, utilizzati fino agli anni Sessanta in miriadi di apparecchiature elettroniche -dalle radio ai primissimi computer, grandi quanto un container. Questa tecnologia stata soppiantata prima dai transistor e poi dai circuiti integrati in silicio, che sono i responsabili dello sviluppo attuale della microelettronica e vengono utilizzati ovunque.

Limiti sempre pi vicini

Le compagnie che realizzano semiconduttori saranno in grado di produrre industrialmente e su larga scala chip con la tecnologia a 10 nm (nanometri, milionesimi di millimetro) entro pochi mesi, ma ormai i limiti fisici della miniaturizzazione dei chip di silicio sono quasi stati raggiunti, e la “corsa al pi piccolo”, se non subentrano novit tecnologiche, non potr andare avanti ancora per molto. Stiamo infatti per raggiungere, con la tecnologia del silicio, alcuni limiti quantistici e, mano a mano che i transistor contenuti nei chip diventeranno pi piccoli, la dispersione degli elettroni, che genera calore e aumenta il rapporto segnale/rumore di ciascun elemento, rischia di diventare cos critica da rendere impossibile ulteriori miniaturizzazioni. Questo potrebbe dare ragione a chi ha pronosticato la prossima fine della legge (empirica) di Moore, che sentenzia come la complessit di un circuito possa raddoppiare all’incirca ogni 18 mesi.

Le valvole del XXI secolo

Secondo per il Nanofabrication Group del Caltech (California Institute of Tecnology, a Pasadena), la tecnologia del futuro potr essere assai simile a quella utilizzata in passato dalle valvole termoioniche. Ovviamente, non su sta parlando dei tubi a vuoto ancora oggi utilizzati, tra le altre cose, per la realizzazione di amplificatori per strumenti musicali e audio ad alta fedelt, ma di oggetti che, di fatto, utilizzano i medesimi principi, ma costruiti con le pi recenti tecniche rese possibili dalle nanotecnologie.

I COMPONENTI DI UN TRIODO

Il team di lavoro capitanato da Alex Scherer, professore di ingegneria elettronica, fisica applicata e fisica presso il Caltech, e dagli studenti Max Jones e Daniil Lukin, ha infatti realizzato nei laboratori dell’universit californiana i primi prototipi di circuiti che funzionano con i medesimi principi delle “vecchie” valvole termoioniche, ma con dimensioni un milionesimo di volte pi ridotte. I ricercatori hanno infatti creato piccolissimi tubi di metallo in grado di attivare o fermare un flusso di elettroni tra quattro ricevitori, che all’aspetto sembrano quattro punte di penne a sfera estremamente vicine tra loro. Le valvole realizzate dal Nanofabrication Group possono essere realizzate in diversi metalli (tungsteno, molibdeno, oro, platino) e questo favorisce la realizzazione di questi dispositivi in scala “atomica”. Il progetto viene finanziato da Boeing, e dovrebbe portare alla realizzazione di prodotti commercializzabili entro la fine della decade.

Altre ricerche

Da notare inoltre che il team del professor Scherer non l’unico che sta lavorando a questa promettente “nuova” tecnologia. Anche al Nasa Ames Research Center di Moffett Field, in California, si studia l’utilizzo dei tubi a vuoto come successori dei transistor in silicio nei processori come testimoniato da una relazione tenutasi durante l’EuroNanoForum 2015, a Riga in Lettonia, e tenuta dal ricercatore Jin-Woo Han e da Meyya Meyyappan, Chief Scientist for Exploration Technology nel medesimo istituto.

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