Nanotubo di carbonio (Immagine: Wikimedia Commons)
La Legge di Moore prevede l’evoluzione dei microprocessori
Nell’industria dei microprocessori, i transistor hanno due impieghi principali: come amplificatori di segnali elettrici e come interruttori elettronici. Qualsiasi dispositivo elettronico, sia esso analogico o digitale, richiede quindi un circuito integrato di transistor. Il numero di transistor inseriti su un microprocessore è un indice delle sue prestazioni: in altre parole, maggiore è il numero di transistor, maggiori saranno la potenza e velocità di un dispositivo. Questo è il motore che ha spinto, fin dagli anni Sessanta del secolo scorso, l’evoluzione tecnologica dei microprocessori. Evoluzione che è avvenuta a velocità strabilianti, proprio come previsto da Goordon Moore, uno dei fondatori della Intel. La Legge di Moore, formulata nel 1965, prevede che il numero di transistor che è possibile inserire in un microprocessore raddoppi ogni 18 - 24 mesi. Nonostante siano passati più di 50 anni dalla sua formulazione, la Legge di Moore è rimasta valida fino a oggi, diventando uno dei pilastri della ricerca informatica.La miniaturizzazione dei transistor ha un limite?
Nel corso degli anni è però divenuto chiaro che la Legge di Moore non può estendersi all’infinito. Almeno, non con i materiali attualmente disponibili, come il silicio. Riducendo progressivamente le dimensioni del transistor si raggiunge infatti un limite oltre il quale le prestazioni del microprocessore vengono compromesse. Il problema riguarda in particolare il gate (o porta) del transistor, che funge da interruttore. Quando le sue dimensioni scendono al di sotto dei 5 nanometri, si verifica l’effetto tunnel: gli elettroni fluiscono liberamente, senza controllo, e di fatto l’interruttore rimane sempre acceso.Nuovi materiali per prolungare la validità della Legge di Moore
In molti hanno pensato che questo limite fisico dei transistor al silicio avrebbe decretato il definitivo fallimento della Legge di Moore. E, invece, c’è chi l'ha preso come una nuova sfida. Come i ricercatori del Barkely Lab, che hanno messo in campo le potenzialità di nuovi materiali. La soluzione è arrivata dal connubio tra disolfuro di molibdeno e nanotubi di carbonio, strutture tubulari formate da un reticolo di atomi di carbonio. Rispetto ai transistor al silicio, la presenza del disolfuro di molibdeno aumenta la resistenza incontrata dal flusso di elettroni, il cui movimento è quindi più lento e più facile da controllare. Questo permette di regolare il flusso di elettroni anche per gate di dimensioni molto al di sotto del limite di 5 nanometri, fino a 1 nanometro. Nasce così il transistor più piccolo mai realizzato, che ridà vita alla Legge di Moore e ne garantisce la validità per diversi anni a venire. Il nuovo transistor al molibdeno è per ora solo un prototipo, ma ha già dimostrato che la ricerca di materiali innovativi rappresenta una risorsa fondamentale anche per la ricerca informatica. ____ Immagine Banner e box: Pixabay
