Discusión:Nanoelectrónica

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Nanoelectrónica ¿es este concepto valido en el actual concepto de la nanociencia, su estudio, desarrollo y aplicaciones? 

    Cuando se escucha el término de nanoelectrónica, inmediatamente pensamos en dispositivos con una altísima escala de integración y tratamos de conceptualizar las operaciones que fundamentan las tareas cotidianas de la electrónica, sin embargo al ahondar en el discurso de la elite científica encontramos que el termino nano ha ido mucho más allá del campo actual de la electrónica.

    La nanociencia nos lleva a reflexionar en los procesos mediante los cuales se llevó la estructura del pensamiento humano a la conformación de redes de inteligencia cuya base elemental son las operaciones lógicas primarias de diferenciación, plasmadas en los postulados de George Boole aunado esto a los procesos de conmutación sostenidos en los resultados de la experimentación sobre propiedades de los semiconductores realizada a lo largo del siglo XX nos  conduce irremediablemente  al silogismo lógico que establece la base de las operaciones digitales en los conectores elementales “y”,”o” así como la definición de un valor de verdad derivado de los términos “falso” y “verdadero”. De esta manera de las redes electromecánicas a los semiconductores, la electrónica ha sido exitosa en la investigación de materiales semiconductores en combinación con otros elementos que juegan con el rol de conductor, interruptor además de los procesos de amplificación. Es a partir de redes de cristales, el dopado y la introducción de algunos compuestos lo que dio velocidad a la información y la condensación física del dispositivo en altos niveles de integración.

    Acercándonos al asunto que nos ocupa, tenemos que recordar que los procesos de conmutación y su eficiencia derivó en las diferentes familias lógicas y el despunte del desarrollo de operadores digitales cada uno de indiscutible importancia, el microprocesador abre la puerta al despunte tecnológico de la segunda mitad del siglo XX y consolida la microelectrónica.  A la par de esta consolidación surge la nanovisión del mundo, primero con el físico cuántico R.Feynman en 1959 donde se describe el concepto del fenómeno más no se acuña el termino nano, este se incorporó gracias a N. Taniguchi de la Universidad de Ciencia de tokio con su obra “On the Basic Concept of Nanotechnology”; es hasta 1986 cuando se describen los alcances de la nanotecnología por E. Dresler en “Engines of Creation” donde se expone la nanointeligencia, es decir la toma de decisiones a partir del comportamiento de nanopartículas y sus respuestas a diferentes estímulos. Podríamos seguir detallando los adelantos que en las últimas décadas han impulsado una realidad que ha superado en mucho la imaginación de los escritores de ciencia ficción, sin embargo es el termino de nanoelectrónica el que nos lleva a reflexionar en los diferentes aspectos que involucra este concepto. 

   En los colegios se sigue enseñando los principios básicos de las operaciones lógicas “y” , “o” y “no”, más ¿de qué forma se establecen estos principios que estructuran la inteligencia en los nanosistemas, especialmente en lo que denomina este artículo como nanoelectrónica? Hoy se habla de un lenguaje en donde la vida secreta de las nanopartículas rompe con las barreras de las disciplinariedades y sus derivaciones académicas obligando a los investigadores a tomar un concepto de la investigación transdisciplinaria y observar al objeto de sus indagaciones como la “unidad del mundo presente” simple y sencillamente porque en el mundo donde las dimensiones son menores a 100 nanometros las diferencias son mínimas entre los objetos de estudio y se acotan las disciplinas, antes aisladas, (química, física, biología, óptica, etc.) a los caracteres comunes y diferenciales a partir de los cuales surgen metodologías que confluyen en temas de sustento común. Así nos encontramos con términos relacionados con la vida y su relación en una disciplina integral  denominada nanociencia.

   Desde mi punto de vista y a partir de las lecturas de los expertos en nanopartículas y la forma en que se estudian y aplican, no se puede hablar realmente de una nanoelectrónica puesto que los procesos de materiales semiconductores han sido desplazados por los frutos de la investigación en nanopartículas, estos procesos se sostienen en el concepto de plasmón y su relación a oscilaciones específicas de los  electrones  y los fenómenos ópticos asociados.  



    En este sentido despunta el concepto de plasmones de superficie con nanopartículas metálicas como el oro y la plata menos sensibles a los procesos de oxidación, donde la cuantificación de los fenómenos luminosos vienen a constituir las variables binarias que involucran los procesos booleanos en la toma de decisiones. 

    El proceso pudiese parecer algo complicado, se basa en la utilización de las virtudes de las nanopartículas metálicas y magnéticas (generalmente metálicas como el oro recubiertas con polímeros específicos que resaltan caracteres diferenciales asociados al magnetismo)  para estudiar mediante sus plasmones el comportamiento (generalmente anormal) de partículas como enzimas, proteínas, virus y moléculas, e incluso ADN.

    El predominio del proceso recae en los procesos de absorción y dispersión de la luz relacionados con los plasmones de superficie de metales. Según la ciencia de materiales el plasmón es la oscilación colectiva de los electrones de conducción en la superficie de un metal excitado (nano partícula de oro por ejemplo) por un campo eléctrico asociado a un haz de luz incidente. Hablamos entonces de un fenómeno vibratorio que sólo las ecuaciones de Maxwell sustentan matemáticamente, sin embargo el modelo matemático no asegura la comprensión del fenómeno en sí. 

    Dados los hechos, el cuestionamiento es en concreto ¿Al día de hoy se puede hablar de que desde la física de semiconductores tendremos en un futuro cercano dispositivos nanoelectrónicos? De ser así ¿qué tipos de funciones se esperan? 

    Hay que tomar en cuenta que el fenómeno de los plasmones de superficie ha facilitado funciones análogas a los procesos de conmutación, operaciones lógicas and, or y not que han permitido el desarrollo de sensores y actuadores en el campo de la nanotecnología con fenómenos cuantificables a partir de estudios probabilísticos, debido a la incapacidad técnica actual de estudiar el proceso en forma directa y la irregularidad de masas y volúmenes de las nanopartículas, es decir se basan los resultados en cálculos de gran aproximación por la teoría de probabilidades. 

    Los conceptos relacionados con la electrónica y la óptica en términos de la nanociencia descansan sus fundamentos  en procesos vibratorios más relacionados con aspectos ópticos que electrónicos, al día de hoy la nanoelectrónica en términos del concepto, no define en forma clara un campo de estudio con énfasis en los sucesos asociados a la investigación de nanopartículas y operaciones de conmutación y operaciones lógicas antes asociadas directamente al campo de estudio de la electrónica. De manera que sí bien el artículo acota el término “La nanoelectrónica se refiere al uso de nanotecnología en componentes electrónicos, especialmente transistores”, en el tema de la nanociencia y su relación transdisciplinar el término de “nanoelectrónica” no cubre las expectativas del concepto en su relación a procesos y aplicaciones del universo de las nanopartículas. En este sentido el término de "acercamiento" a la nanoelectrónica debiera resaltarse más al inicio del documento.

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