Los electrones son capaces de desplazarse por los átomos de un

24-10-07
NOTA DE PRENSA
Embargo hasta las 19:00 horas
Un equipo registra electrones en su viaje
entre átomos
El trabajo aparece destacado en la portada de Nature
La base teórica de estos logros ha sido aportada por Pedro
Miguel Etxenike, catedrático de la UPV/EHU
Para trasladarse de un átomo al vecino en
un
sólido,
los
electrones
necesitan
decenas o centenas de attosegundos (1 as
= 0.000 000 000 000 000 001 segundos).
Un attosegundo es a un segundo lo que
un segundo es a la edad del universo
(14.000 millones de años). Si bien estos
tiempos
son
sumamente
cortos,
constituyen el límite de velocidad para
los procesos electrónicos del futuro. Los
avances tecnológicos que nos acerquen a
este
límite
dependen
de
nuestra
capacidad para medirlos en tiempo real y,
finalmente, controlar el transporte de
electrones en sólidos, con precisión de
attosegundos. Recientemente, en el laboratorio de Attosegundos del Instituto de Optica
Cuántica Max Planck de Munich los equipos de Cavalieri, Krausz y Heinzman han
conseguido el objetivo de medir la diferencia en los tiempos de viaje de dos distintos tipos
de electrón a través de varias capas atómicas. El experimento constituye la primera medida
con precisión de attosegundos realizada en materiales sólidos, y abre el campo del control
sobre el transporte de electrones en sólidos a escala atómica. Estos logros, cuya base teórica
ha sido aportada por Pedro Miguel Echenique, Catedrático de la UPV/EHU, miembro del
Centro Mixto CSIC-UPV y Presidente de Donostia International Physics Center (DIPC),
aparecen publicados en el último número de Nature (25 de Octubre, 2007) que le dedica su
portada.
Las revistas Nature y Science recibirán en Oviedo el próximo viernes 26 de octubre el
Premio Príncipe de Asturias de Comunicación. Pedro Miguel Echenique, coautor del
artículo de Nature que esta semana se resalta en portada es Premio Príncipe de Asturias de
Investigación Científica y Técnica en 1998.
El transporte controlado de carga eléctrica por electrones a través de nano-circuitos
constituye la base de la electrónica moderna, que encontramos, por ejemplo en
computadoras, aparatos de comunicación e instrumentos de medida.
En los circuitos electrónicos mas avanzados, los electrones son conducidos por un voltaje
de microondas, que es capaz de dar paso o cortar la corriente en una fracción de
nanosegundo (1 ns = 1 millonésima de milésima de segundo = 0.000 000 001 segundos). El
tiempo de la transición apagado/encendido, determina el número de cálculos que puede
ejecutar un computador temporizado por el circuito, en un período de tiempo definido.
En última instancia, pues, la velocidad de la transición apagado/encendido queda limitada
por el tiempo que tardan los electrones en viajar a través de las estructuras utilizadas para
guiar o controlar su corriente. Estructuras más pequeñas conllevan transiciones mas rápidas
y flujos mas densos de información. Estas consideraciones son las que impulsan la
búsqueda de nano-estructuras cada vez mas pequeñas en la electrónica del estado sólido
desembocando en arquitecturas de escala molecular. La distancia entre átomos vecinos en
una estructura cristalina o en una molécula supone la longitud mas corta posible para
canalizar o interrumpir corriente con aplicaciones en la imformática. Esto resultaría en la
emergencia de una nueva electrónica, la de Petaherzios, en la que la dirección de la
corriente puede cambiar con una frecuencia de varios billones de veces por segundo, unas
cien mil veces superior a la electrónica actual.
Un primer paso esencial en el largo camino hacia la electrónica ultra rápida es el desarrollo
de técnicas para capturar carga electrónica transportada en estructuras atómicas, en la
escala temporal del attosegundo. Es precisamente lo que se publica en Nature.
Este descubrimiento abre un nuevo campo de la ciencia en el que convergerán la física de
attosegundos con la nanotecnología.