Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram um novo tipo de transistor 3D que pode operar com tensão elétrica significativamente mais baixa do que as soluções tradicionais de silício. A tecnologia é baseada no uso de materiais semicondutores ultrafinos e pode no futuro se tornar a base para a produção de eletrônicos mais potentes e econômicos – de smartphones a carros.
Fonte da imagem: mit.edu
Os transistores de silício, usados para amplificar e comutar sinais, são um componente crítico da maioria dos dispositivos eletrônicos usados em aplicações domésticas e industriais. No entanto, o desenvolvimento da tecnologia de semicondutores de silício é limitado pelas leis da física, que não permitem que os transistores operem abaixo de uma determinada tensão, explicam os cientistas.
Esta limitação, conhecida como a “tirania de Boltzmann”, torna difícil melhorar a eficiência energética dos computadores e outros dispositivos eletrónicos, especialmente porque as tecnologias de inteligência artificial evoluem rapidamente e exigem grandes cálculos.
Em um esforço para superar esse limite fundamental do silício, pesquisadores do MIT desenvolveram um novo tipo de transistor 3D usando um conjunto exclusivo de materiais semicondutores ultrafinos. Esses dispositivos, equipados com nanofios verticais de apenas alguns nanômetros de largura, podem fornecer desempenho comparável aos modernos transistores de silício, ao mesmo tempo que operam eficientemente em níveis de tensão muito mais baixos.
A tecnologia utiliza as propriedades da mecânica quântica, e o tamanho extremamente pequeno dos transistores permitirá que eles sejam colocados em maiores quantidades em um chip de computador, o que, por sua vez, levará à criação de eletrônicos rápidos, poderosos e com baixo consumo de energia. “Esta tecnologia tem potencial para substituir o silício, por isso pode ser usada para todas as funções que o silício tem atualmente, mas com uma eficiência energética muito maior”, disse Yanjie Shao, pesquisador do MIT e principal autor do artigo.
Segundo outro autor deste trabalho, o professor Jesús del Alamo, é impossível avançar além de um determinado nível usando a física tradicional, mas o trabalho de Yanjie Shao mostra que é bem possível conseguir mais, mas para isso precisamos usar física diferente . “É claro que ainda há muitos desafios a superar para tornar esta abordagem comercialmente viável no futuro, mas conceptualmente isto é verdadeiramente um avanço”, acrescentou.