•Notícia

El proper dimarts, 23 de maig, el científic nord-americà Stanley Williams, pioner en disseny de circuits electrònics basats en dispositius moleculars i actual director dels laboratoris d'investigació en estructures quàntiques de l'empresa Hewlett-Packard, visitarà la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) per explicar en una conferència els reptes actuals de l'electrònica per crear xips de gran potència i de dimensions de milionèsimes de mil·límetre. La conferència, titulada Nanoelectrònica molecular tolerant a fallades, tindrà lloc a les 11 hores a la sala d'actes de l'edifici Vèrtex de la UPC (Pça. Eusebi Güell, 6-8), i s'emmarca dins del programa d'activitats relacionades amb l'electrònica molecular, desenvolupat pels departaments d'Enginyeria Electrònica, Enginyeria Química i Física Aplicada de la UPC.

En la seva conferència, Stanley Williams explicarà quin és el repte actual dels investigadors, que consisteix a inventar nous tipus de dispositius i circuits electrònics més potents i de dimensions de nanòmetres (milionèsimes de mil·límetre), similars a les estructures moleculars. D'aquí a deu anys podriem disposar de microxips molt potents i tant miniaturitzats que podrien col·locar-se a la punta d'un llapis.
R. Stanley Williams és director del departament de recerca bàsica de Hewlett-Packard a Palo Alto, Califòrnia, i coordina el Laboratori d'investigació en estructures quàntiques, fundat el 1995. És un dels pioners en el camp de la química moderna, que inclou la síntesis de nous materials amb aplicacions òptiques o electròniques. La seva tasca de recerca més recent ha estat en les àrees de la producció i el processament de materials nanoestructurats. Actualment, Williams lidera una iniciativa dels laboratoris de Hewlett-Packard l'objectiu de la qual és crear les bases de la tecnologia electrònica del proper segle.

Resum de la conferència Nanoelectrònica molecular tolerant a fallades, Stanley Williams

L'era de la miniaturització dels xips -circuits integrats basats en dispositius semiconductors-, arribarà a un punt de saturació cap el 2010. Però les lleis fonamentals de la física indiquen la possibilitat de construir computadors amb una eficiència energètica mil milions de vegades superior que l'electrònica actual basada en el silici, amb avenços espectaculars tant en la velocitat de computació com en la complexitat i la reducció del consum. Per assolir aquestes prestacions és necessari fabricar els dispositius amb una mida molt més petita que la que permet la tecnologia actual (denominada CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductors).

El repte actual dels investigadors és inventar nous tipus de dispositius i circuits electrònics que siguin més potents i tinguin dimensions de nanòmetres (milionèssimes de milímetre), similars a les estructures moleculars.

Així mateix, seran necessàries noves tècniques de fabricació amb capacitat per fer i connectar de forma barata aquests dispositius en grans quantitats. Els experts afirmen que els avenços que es desenvoluparan en aquest àmbit suposaran una revolució comparable a la que va protagonitzar el descobriment del transistor (basat en substituir els tubs de buit i l'èlectrònica cablejada per una nova tecnologia basada en interruptors d'estat sòlid de fabricació basada en fotolitografia).

Hi ha dos camins complementaris d'investigació rellevants en l'àmbit d ela tecnologia basada en dispositius nanomètrics: el desenvolupament d'un dispositiu que commuti entre estats quàntics i el disseny d'un sistema que s'acobli a si mateix un cop els seus components individuals s'hagin reunit. Amb la finalitat de satisfer ambdues propietats alhora, és necessari el treball conjunt d'investigadors en les àrees de física, química, tecnologia electrònica i arquitectura d'ordinadors.

Una proposta recent per a la construcció d'un ordinador basat en dispositius moleculars nanomètrics incorpora explícitament en el seu disseny la tolerància als defectes, que és la capacitat del sistema d'operar perfectament fins i tot en presència de defectes de fabricació en els circuits electrònics que componen l'ordinador. Aquest requisit ve imposat pel fet que els processos químics que generen els dispositius moleculars no seran capaços de produir les estructures perfectes i altament complexes en les que es basen els circuits integrats actuals. En el seu lloc apareixeran sistemes altament ordenats però inevitablement amb un cert nombre de defectes. Tot i així, si es construeix una jerarquia de comunicació adequada, es pot definir un sistema de complexitat arbitrària mitjançant una xarxa de commutadors que permetin evitar els defectes definint de forma apropiada l'estat d'aquests interruptors. El repte de la nanoelectrònica és trobar interruptors d'escala molecular i els cables d'escala nanomètrica necessaris per connectar-les entre si.

Un grup d'investigadors de la Universitat de Califòrnia, a Los Angeles (UCLA), i els laboratoris de Hewlett-Packard han demostrat recentment que és possible construir interruptors moleculars en un dispositiu d'estat sòlid que pugui controlar-se i llegir-se electrònicament. El treball segueix en aquest àrea per a l'obtenció d'interruptor reversibles, i de sistemes autoensamblables basats en matrius de nanocables que permetin una reconfiguració total del sistema en presència de defectes. Tot i que els interruptors i els cables són passes importants cap a la nanoelectrònica, el següent pas ha de ser integrar ambdós tipus d'element en estructures més complexes que realitzin funcions útils.

Hi ha un progrés molt real en molts fronts diferents, però encara queden per realitzar innovacions significatives abans que la nanoelectrònica sigui una realitat, amb la qual cosa és un camp que ofereix grans oportunitats.

Stanley Williams

Stanley Williams es va graduar en Física Química a la Rice University de Califòrnia i posteriorment en Química Física a la Universitat de Berkeley, Califòrnia. Del 1978 al 1980 va ser membre de l'equip tècnic dels laboratoris de l'empresa de telefonia AT&T.; També va ser professor del Departament de Química a la Universitat de Califòrnia, a Los Angeles (UCLA).
Williams, pioner en l'evolució de la tecnologia electrònica, ha rebut diferents guardons per la seva tasca científica i acadèmica, i ha estat assessor de diverses empreses, així com membre fundador del Defense Science Study Group i conseller del Defense Science Board, dins el Programa de Recerca de l'Institute for Physics and Chemistry Research del Japó.
Durant la seva estada a la Universitat de Califòrnia (UCLA), el grup de recerca que dirigia va publicar 150 articles en revistes de referència. Molts dels seus deixebles actualment són professors en universitats d'arreu del món, treballen en laboratoris d'investigació governamentals i empreses de renom internacional o fins i tot han fundat les empreses pròpies.
La seva àrea de recerca és la física i la química en estat sòlid i ha contribuït a desenvolupar el coneixement en aquest àmbit.
Per a més informació es pot consultar a les adreces d'Internet: