Los investigadores de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia junto con los expertos del Instituto de Física de Metales de la Academia de Ciencias de Rusia (IFM), desarrollaron y estudiaron nanoheteroestructuras en base al arseniuro de galio, capaces de acelerar el funcionamiento de microesquemas de alta frecuencia.
Una heteroestructura es un material estratificado sobre un sustrato compuesto por elementos semiconductores que suelen usarse en la electrónica. El actual 'diseño cuántico' permite crearlas con las propiedades necesarias para la fabricación de los dispositivos electrónicos más avanzados.
Se puede acelerar el funcionamiento de los dispositivos aumentando el contenido del indio en el estrato 'activo' del material que conduce la corriente eléctrica. El incremento del contenido del indio permite reducir la masa de electrones en la estructura y aumentar su velocidad, por eso crece la velocidad de funcionamiento de los dispositivos electrónicos. Mientras, esto se complica por la tensión mecánica de la red cristalina en los estratos adyacentes.
Los investigadores de de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia resolvieron este problema al incrementar el estrato grueso de transición, aumentando paulatinamente el contenido de indio en la capa activa. Al final, los científicos aumentaron su contenido casi hasta el 100% con la mínima tensión mecánica.
El crecimiento de patrones se realizó con el uso de la epitaxia — método de crecimiento por capas de perfectos semiconductores cristalinos sobre un sustrato virtual capaz de cambiar parámetros de la red cristalina a medida del crecimiento de la capa de transición.
Los científicos encontraron las condiciones de crecimiento más apropiadas: la temperatura del sustrato, la estructura de la capa de transición, el espesor y la composición de la capa activa. Por eso se consiguió crear estructuras de alta calidad, con poca dispersión de electrones y una pequeña (sólo de 2 nanómetros) rugosidad de la superficie.
Los expertos del IFM estudiaron las características electrónicas de los patrones creados en la MEPhI: llevaron a cabo estudios en las condiciones de bajas temperaturas (a partir de 1,8 K o 271,35°?) en un potente campo magnético. Esto dio la posibilidad de observar en la capa activa los efectos cuánticos vinculados con un alto contenido de indio, en particular, las oscilaciones de la resistencia magnética y el efecto Hall cuántico, cuyo descubrimiento fue galardonado con el Premio Nobel de física en 1985.
Según los expertos, los datos de los investigadores rusos, publicados en la revista científica Journal of Magnetism and Magnetic Materials, aclaran las peculiaridades de la manifestación del efecto Hall cuántico en las nanoestructuras actuales.
"Es, ante todo, una investigación fundamental", explica uno de los autores del artículo, colaborador del departamento de Física de Medios Condensados de la MEPhI, Iván Vasilevski. "Mientras, vemos también las posibilidades de su aplicación práctica, que se deben, ante todo, a una alta movilidad de los electrones de tales estructuras que garantizan altas frecuencias (hasta 200 GHz) del funcionamiento de transistores y microesquemas", agrega.
Lanzan en Rusia la primera red de telefonía móvil 5G
La primera zona experimental abierta de red 5G del país ha sido puesta en marcha en el Centro de Innovación de Skólkovo, en Moscú.
Rostelecom, Nokia y la Fundación Skólkovo han lanzado en el recinto del Centro de Innovación de Skólkovo, ubicado en Moscú, la primera zona experimental abierta de red de telefonía móvil 5G en Rusia, reporta la página web de Rostelecom.
La prometedora red de quinta generación, que permitirá intercambiar datos a muy alta velocidad, se está probando activamente en varios países del mundo. Se planea que esté comercialmente disponible para el año 2020.
La red 5G ayudará a demostrar las nuevas posibilidades de las tecnologías de la comunicación, señaló Ígor Drozdov, presidente de la Fundación Skolkovo.
"Los ámbitos potenciales para el uso de 5G son el Internet industrial, el transporte no tripulado, el análisis de video y muchos otros. Ya estamos preparando modelos experimentales de cartografía para la agricultura, de protección de grandes obras de construcción con el uso de drones y soluciones para la industria de los medios", afirmó.
La compañía de telecomunicaciones Rostelecom, por su parte, destaca que el 5G llegará a ser "una de las tecnologías de apoyo en la economía digital, al emplearse activamente en áreas como el Internet de las cosas, las ciudades inteligentes, la producción inteligente, las casas inteligentes y el transporte inteligente".
