LED de silício. Finalmente?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/09/2001

Silício e elétrons

O pesquisador britânico Kevin Homewood, da Universidade de Surrey (Inglaterra), anunciou a construção de um protótipo de LED (Light Emitting Diode - diodo emissor de luz) de silício.

Esse componente representa um elo perdido entre a microeletrônica atual, responsável pela construção de todos os "chips" conhecidos e a transmissão óptica de dados.

O silício é a escolha certa quando o negócio é lidar com elétrons; e os elétrons são a base dos diodos e transistores que fizeram a revolução tecnológica atual. "Chips" ou microprocessadores nada mais são que um conjunto de milhares e até milhões de transistores, miniaturizados numa única pastilha.

Mas nada é para sempre.

A busca quase insana por maior poder de computação, por chips menores e mais rápidos, está levando os cientistas a voltarem sua atenção para os fótons, os elementos básicos de um feixe de luz.

Silício e fótons

Elétrons necessitam de fios e cabos de cobre ou alumínio para serem transportados.

Fótons necessitam de fibras ópticas para carregarem informações de um lado para o outro. A vantagem das fibras ópticas é que elas podem conduzir um volume de dados infinitamente maior do que um fio de cobre da mesma espessura.

Mas, até o momento, os microprocessadores não se integram com as fibras ópticas. É necessário que se construam dispositivos que façam a conversão entre os elétrons e os fótons.

Esses dispositivos unem os "chips" às fibras ópticas. São componentes híbridos, chamados opto-eletrônicos, que acabam representando um gargalo na velocidade final do processamento e um empecilho à miniaturização.

É como colocar um pedágio com uma única cabine para cada faixa da estrada: o congestionamento será inevitável.

LEDs de silício

A solução ideal para o problema seria a construção de um LED de silício.

Sendo feito do mesmo material que o restante do microprocessador, não haveria a necessidade dos conversores opto-eletrônicos. O LED poderia ser embutido no "chip" no mesmo processo de fabricação.

Mas os esforços para fazer o silício deixar seu jeitão acinzentado não vinham sendo muito frutíferos. Ele se recusava a brilhar, apesar de todos os esforços dos cientistas.

Até agora.

O elo perdido foi encontrado justamente em outro ramo da tecnologia que promete revolucionar inúmeras áreas da indústria: a nanotecnologia.

O que o Dr. Kevin descobriu foi que, ao se reduzir o silício a nanocristais, partículas de poucos milionésimos de milímetro de tamanho, as propriedades físicas que impedem o silício de brilhar são alteradas.

E o tímido semicondutor passa a emitir luz quando submetido à passagem de uma corrente elétrica.

Esponjas de silício

Outras experiências já haviam considerado os nanocristais.

Mas as pequenas partículas de silício eram arranjadas em cima de um substrato isolante. Fazê-las ficar exatamente lado a lado, ou aresta com aresta, não é uma tarefa fácil.

O resultado é que os elétrons acabavam em becos sem saída, interrompendo a transmissão elétrica. Sem a corrente, não havia luz.

O que o Dr. Kevin e sua equipe fizeram foi construir um emaranhado de nanocristais utilizando apenas silício, sem a utilização do substrato isolante. A partícula original de silício foi submetida a banhos químicos que a transformaram numa espécie de esponja. Desta forma, os nanocristais estão sempre em contato com outros nanocristais, transportando os elétrons e, o que mais interessa, emitindo fótons.

Os pesquisadores partem agora para o aprimoramento do protótipo, com o objetivo de construir componentes com a qualidade necessária à indústria.

As dificuldades a serem agora enfrentadas estão na fabricação de "esponjas" de silício com maior índice de perfeição, sem quaisquer interrupções entre os nanocristais.