El Rey del Silicio

23-Octube-2000

EL REY DEL SILICIO

El hecho de que hace unos días el premio Nóbel de física le fuera otorgado a tres investigadores que con sus descubrimientos fundaron el campo de las modernas tecnologías de la información, pone de relieve la importancia de que las ingenierías electrónicas y la comunicaciones poseen ya no sólo desde una perspectiva aplicada y de bienestar social, sino también desde una perspectiva aplicada y de bienestar social, sino también desde el más alto nivel científico. Es el reconocimiento a un esfuerzo que conjuga creatividad y rigurosidad científica con arduos trabajos de ingenio experimental. La historia de los descubrimientos de los premiados de este año constituye una magnífica ilustración de la conexión entre ciencia y tecnología en lo general, y del reinado del silicio en las tecnologías de la información, en lo particular.

La mitad del premio le correspondió a Jack Nelly (EEUU), inventor del circuito integrado en 1958 ( o chip, arreglo de una enorme cantidad de transmisiones y otros dispositivos electrónicos – hoy llegan a unos cuantos millones – en una sola placa de silicio), adminículo hoy en día omnipresente (lo vemos en las computadoras y en la mayoría de modernos aparatos electrónicos que requieran de al menos alguna capacidad de procesamientos de información, y núcleo básico de la microelectrónica.

La otra mitad fue comportada entre Zhores Alferov (Bielorrusia – EEUU) y Herbert Kroemer (EEUU), inventores de los dispositivos semiconductores heteroestructurados en 1963 (que permitieron la conmutación a alta velocidad y la invención de los primeros láseres semiconductores utilizando arseniuro de galio como material base), de enorme importancia en optoelectrónica y utilizados en telefonía, lectores de barras, lectores de CD, entre otros. Sin desmerecer la elegancia y creatividad de la física involucrada en estos desarrollos, condición necesaria para recibir el premio, el reconocimiento – sorprendente para lo que se acostumbra en los premios Nóbel de física – se ha debido en gran medida al impacto tecnológico y su consiguiente influencia en el modus vivendi de la sociedad contemporánea.

Atravesamos, sin duda, la era del silicio, el material semiconductor por excelencia, cuyas propiedades permiten a través de dopajes con otros materiales se puedan controlar los mecanismos de conducción electrónica. Se puede argumentar que estas propiedades son comunes a otros semiconductores, como el germano o el arseniuro de galio, y ya había sido utilizadas en la invención del transistor en 1948. Sin embargo, lo que lo diferencia de los otros materiales semiconductores es que el silicio es el material más efectivo para la miniaturización de los dispositivos electrónicos y su fabricación en chips, con altas escalas de integración. Ningún otro material lo ha podido desplazar de ese lugar privilegiado, a pesar de los enormes esfuerzos desplegados en los últimos cuarenta años. Y la clave de esto radica en el óxido (dióxido de silicio) que utiliza el MOSFET (transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor) como unidades básicas de los chips altamente integrados. Las propiedades de este óxido –aún insuperables – permiten la máxima miniaturización posible del MOSFET (con longitudes por transistor típicas del orden de las decenas de nanómetros, unas centenas de átomos alineados) y los menores defectos posibles (trampas electrónicas) que limitan la conducción eléctrica.

No obstante, los científicos expertos en nanotecnología confían que en algunos lustros más se pueden encontrar materiales – muy posiblemente orgánicos o biológicos – que puedan destronar al MOSFET basado en silicio y dióxido de silicio. Otros confían en los dispositivos cuánticos basados en unos cuantos átomos: y otros incluso sueñan con el manejo del espín del electrón (propiedad de las partículas fundamentales cuya imagen más intuitiva se asemeja a las propiedades de rotación de una esfera).

De una u otra forma, el desarrollo científico-tecnológico revela que es un largo e intrincado camino que requiere de avances en ciencia básica y que, a priori, en la mayoría de los casos no develan desarrollos posteriores. Por ejemplo, la nanoelectrónica se sustentó en la microelectrónica, ésta es la invención del transistor, y ésta en la física cuántica. Cuando se plantearon las bases de la física cuántica nadie imaginó que ésta pudiera generar una tecnología tan sofisticada como la nanoelectrónica, ni mucho menos su enorme impacto en la sociedad, moldeando y cambiando costumbres, y con ello, convirtiéndose en un vector importante de cambio social. La enorme importancia que adquiere la ciencia en nuestros días es, por tanto, incuestionable.

Hace unos días, un reconocimiento del más alto nivel, premió el esfuerzo por ligar lo básico y elegante con lo complejo y útil. Pero el trabajo continúa. Insensibles a la parafernalia, desde laboratorios que nunca ven la luz del sol, modernos orfebres, curiosos y atrevidos, acompañando herramientas, pueden – sin sospecharlo – estar modificando el futuro de la humanidad.