Cómo la nanotecnología revoluciona la tecnología de información y comunicación

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La tecnología de información y comunicación es un sector industrial importante y de rápido crecimiento con una alta tasa de innovación. Se ha hecho un progreso enorme al hacer la transición de la electrónica tradicional a la nanoelectrónica. La nanotecnología ha creado un cambio tremendo en la tecnología de información y comunicación.

Áreas de avance

El avance en tecnología de información y comunicación debido a la nanotecnología puede ocurrir en dos pasos. El primer paso es el enfoque de miniaturización top-down que llevará las microestructuras convencionales a través de la frontera a la nanotecnología. En segundo lugar, a más largo plazo, la nanoelectrónica bottom-up y la ingeniería de nanosistemas surgirán usando tecnologías como el proceso de autoorganización para ensamblar circuitos y sistemas.

Desarrollos

Los desarrollos están teniendo lugar en (opto)electrónica ultra-integrada combinada con potente tecnología inalámbrica como productos de masas a bajo precio, ultra-miniaturización, el diseño de sensores innovadores, producción de circuitos poltrónicos baratos y potentes, nuevas arquitecturas de sistemas usando nanotecnología para futura computación ADN que es interfaz a procesos bioquímicos y computación cuántica que puede resolver problemas para los que no hay algoritmos clásicos eficientes. Debido al desarrollo de componentes nanoelectrónicos, la criptografía cuántica para aplicaciones militares e de inteligencia está emergiendo.

Almacenamiento de memoria

El almacenamiento de memoria antes del advenimiento de la nanotecnología dependía de transistores, pero ahora se forman arrays reconfigurables para almacenar grandes cantidades de datos en poco espacio. Por ejemplo, podemos esperar ver la introducción de RAMs magnéticas y elementos de túnel resonante en circuitos lógicos en el futuro próximo. Cada nanobit individual de un dispositivo de almacenamiento de memoria se usa para almacenar información. La electrónica molecular basada en nanotubos de carbono o macromoléculas orgánicas se usará.

Semiconductores

La nano-amplificación e incrustación de chips se usa para construir dispositivos semiconductores que incluso pueden mantener y neutralizar el flujo eléctrico. Los nanocircuitos integrados se usan en chips de silicio para reducir el tamaño de los procesadores. Enfoques que prometen éxito a medio plazo incluyen, por ejemplo, lógica cuántica de flujo rápido único (RSFQ) o transistores de un solo electrón.

Dispositivos de visualización y audio

La calidad de imagen y resolución de dispositivos de visualización ha mejorado con la ayuda de la nanotecnología. La nanopixelación de estos dispositivos hace que la imagen se sienta real. De manera similar, la modulación de frecuencia en dispositivos de audio ha sido digitalizada al billonésimo bit de señales.

Procesamiento y transmisión de datos

En el campo del procesamiento y transmisión de datos, el desarrollo de componentes electrónicos, ópticos y optoelectrónicos se espera que conduzca a procesos de menor coste o más precisos en el campo de la tecnología de fabricación. El desarrollo de componentes lógicos y de almacenamiento a nanoescala se hace para la tecnología CMOS actualmente dominante usando puntos cuánticos y nanotubos de carbono. Los cristales fotónicos tienen potencial para uso en circuitos puramente ópticos como base para futuro procesamiento de información basado únicamente en luz (fotónica). En electrónica molecular, la nanotecnología puede usarse para ensamblar componentes electrónicos con nuevas características a nivel atómico, con ventajas incluyendo potencialmente alta densidad de empaquetado. Componentes más pequeños, rápidos y mejores basados en efectos cuánticos, nuevas arquitecturas y nuevo concepto de computación bioquímica llamado computación ADN son posibles con la nanotecnología. El nuevo fenómeno, llamado efecto "espejismo cuántico", puede permitir la transferencia de datos dentro de futuros circuitos electrónicos a nanoescala demasiado pequeños para usar cables.

Futuras áreas de nanotecnología

La nanotecnología es la próxima revolución industrial y la industria de telecomunicaciones será radicalmente transformada por ella en el futuro. La nanotecnología ha revolucionado las industrias de telecomunicaciones, computación y redes. Las tecnologías de innovación emergentes son:

• Nanomateriales con propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas novedosas
• Chipsets, memoria y procesadores no basados en silicio, más rápidos y pequeños
• Nuevas computadoras basadas en Computación Cuántica
• Sistemas avanzados de microscopía y fabricación
• Interruptores de telecomunicaciones más rápidos y pequeños, incluyendo interruptores ópticos
• Fenómenos de transmisión de mayor velocidad basados en plasmónica y otros fenómenos a nivel cuántico
• MEMS a nanoescala: sistemas micro-electro-mecánicos