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Cientistas criam primeiro semicondutor funcional feito
de grafeno
Investigadores do Instituto de
Tecnologia da Geórgia, nos EUA, criaram o primeiro semicondutor funcional feito
de grafeno, cujas vantagens comparam a conduzir em "gravilha ou numa
autoestrada".
OBSERVADOR, 03
jan. 2024, 19:09
▲O investigador principal, Walter de Heer, defende que os actuais semicondutores de silício
estão "a atingir o seu limite" face à velocidade de computação e
dimensão dos dispositivos
Semicondutor funcional feito de grafeno, que poderá permitir dispositivos menores
e mais rápidos e ter aplicações para a computação quântica, foi divulgado esta
quarta-feira.
Os semicondutores, materiais
que conduzem a electricidade em determinadas condições são componentes
fundamentais dos dispositivos electrónicos, a matéria-prima de chips (circuitos
integrados) usados em smartphones, jogos de vídeo e computadores.
Assim, a criação de um semicondutor que consiste
“numa única folha de átomos de
carbono unidos pelas mais fortes ligações conhecidas”, abre caminho a “um novo
modo” de se trabalhar no campo da electrónica, indica um comunicado do ITG.
A investigação, publicada na revista
científica “Nature”, foi liderada por Walter de Heer, professor de física no
ITG, integrando a equipa investigadores que trabalham em Atlanta, Geórgia, e
Tianjin, China.
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O
objectivo era produzir um semicondutor de grafeno “compatível com os métodos
tradicionais de processamento microelectrónico”, numa altura
em que o silício, o material semicondutor mais comummente usado, “está a
atingir o seu limite face a uma computação cada vez mais rápida e a
dispositivos eletrónicos mais pequenos”.
“Agora
temos um semicondutor de grafeno extremamente robusto com 10 vezes a mobilidade
do silício e que também possui propriedades únicas não disponíveis no silício”,
afirma de Heer, citado no comunicado.
O investigador começou a explorar
materiais à base de carbono como potenciais semicondutores no início da sua
carreira e em 2001 começou a estudar o “grafeno bidimensional”.
Durante a década seguinte, a sua equipa
continuou a trabalhar no aperfeiçoamento do material na Geórgia Tech e mais
tarde passou a colaborar com colegas do Centro Internacional de Nanopartículas
e Nanossistemas de Tianjin, na
Universidade de Tianjin, que de Heer fundou em 2014 com Lei Ma, director do
centro e coautor do artigo agora publicado.
A principal questão a resolver era fazer o semicondutor de grafeno “ligar” e
“desligar” ao ser sujeito a correntes elétricas para que funcionasse como o
silício.
As medições dos cientistas mostraram que o semicondutor de grafeno
tem uma mobilidade 10 vezes maior que o silício, ou seja, os electrões movem-se
com muito baixa resistência, o que na electrónica resulta numa computação mais
rápida.
“É como conduzir numa estrada de
gravilha ou numa autoestrada (…) É mais eficiente, não aquece tanto e permite
velocidades mais altas”, adianta de Heer.
A equipa produziu o único semicondutor
bidimensional que possui todas as propriedades necessárias para ser usado na nanoelectrónica e cujas
propriedades eléctricas são muito superiores às de quaisquer outros
semicondutores 2D actualmente em desenvolvimento, precisa o comunicado.
Segundo os investigadores, o “grafeno epitaxial” pode causar uma
mudança de paradigma no campo da electrónica e permitir tecnologias
completamente novas que aproveitem as suas propriedades únicas.
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