Una nuova forma di silicio consente di fare circuiti trasparenti
Materiali
Il silicio è una sostanza che si presta a compromessi. se si vuole un’elettronica veloce per il pc, si ha bisogno di un buon materiale: il silicio monocristallo. Se è sufficiente un’elettronica più lenta, ma con componenti sottili e trasparenti per lo schermo del computer portatile, ci si rivolge al silicio amorfo. Qualche anno fa, provando a sfruttare gli aspetti migliori di entrambi i materiali, Sharp e Semiconductor Energy Laboratories in Giappone hanno collaborato allo sviluppo del silicio a granuli continui, una nuova varietà dell’elemento che è allo stesso tempo trasparente e relativamente rapida a trasportare gli elettroni. Ora, applicando la tecnologia per assemblare un elementare processore sul retro di un pannello di vetro usato per un lcd (liquid-crystal display, schermo a cristalli liquidi), essi hanno creato un prototipo di «computer monostrato».
Il parente più lento del silicio a granuli continui, il silicio amorfo, può essere anche depositato in una pellicola trasparente su vetro e plastica. Questa tecnica lo rende valido per i transistor a film sottile già usati per controllare i pixel negli LCD a matrice attiva dei computer portatili; il materiale trasporta gli elettroni abbastanza velocemente da attivare e disattivare i pixel al ritmo richiesto di 60-160 volte al secondo. Ma i ricercatori di Sharp hanno scoperto che il silicio a granuli continui, composto di numerosi piccoli cristalli di silicio tenuti insieme da legami atomici, è un veicolo molto più fluido per il trasporto degli elettroni: i transistor prodotti con questo materiale possono gestire migliaia o milioni di operazioni di commutazione al secondo, sufficienti a far girare importanti programmi.
«Il silicio a granuli continui… offre continuità a livello atomico, che consente agli elettroni di spostarsi indisturbati e con alti livelli di mobilità, spiega Shigeo Misaka, vicepresidente di Sharp, in Giappone, che dirige il settore ricerca dell’azienda.
A ottobre dell’anno scorso, in Giappone, in alcune dimostrazioni la velocità di clock dei 13.000 transistor del prototipo ha raggiunto i 2,6 megahertz, non abbastanza per far girare programmi come Microsoft Windows XP, che richiede almeno 233 megahertz di velocità del processore, ma sufficiente a gestire funzioni del PDA come l’agenda, l’indirizzario e semplici giochi bidimensionali. Grazie alla maggiore velocità (circa 600 volte) del silicio a granuli continui rispetto al silicio amorfo, il prototipo di Sharp potrebbe essere il precursore di un computer monostrato completo: un apparecchio con processore, memoria ed elementi del LCD tutti collegati a un singolo strato di vetro o plastica dello spessore di pochi millimetri. Questo computer non deve essere più spesso del suo schermo. Entro due anni Sharp prevede di usare la tecnologia per la produzione in serie di PDA del tutto funzionali, delle dimensioni e dello spessore di una carta di credito.
Il silicio a granuli continui offre comunque solo capacità di calcolo a media velocità, sostiene Philip J. Bos, un professore di fisica della Kent State University esperto in media a cristalli liquidi a pannelli piatti. «Non si può costruire un Pentium su questo substrato, che comunque potrà probabilmente servire come tavoletta grafica elettronica, bacheca a muro o PDA per 200 dollari, il tipico prezzo di un pannello piatto LCD», egli dice.
Il nuovo tipo di silicio potrebbe inoltre essere usato in prodotti come la tavoletta elettronica, i monitor a schermo ultrapiatto e schermi televisivi abbastanza sottili da confondersi con la parete. Niente male come compromesso. Bruce Gain
