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Informática

Vêm aí os computadores inteiramente de carbono

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/10/2020

Vêm aí os computadores inteiramente de carbono
Micrografia eletrônica dos nanofios metálicos de carbono.
[Imagem: Daniel J. Rizzo et al. - 10.1126/science.aay3588 ]

Transistores de carbono

Transistores feitos de carbono, em vez de silício, podem teoricamente aumentar a velocidade dos computadores e reduzir seu consumo de energia em mais de mil vezes - pense em um celular cuja bateria dispense recargas por meses.

O problema é que vinha sendo difícil desenvolver as ferramentas necessárias para construir circuitos completos usando somente componentes eletrônicos de carbono.

Uma equipe de químicos e físicos da Universidade da Califórnia em Berkeley, nos EUA, finalmente criou a última dessas ferramentas que estava faltando, um fio metálico feito inteiramente de carbono.

Isso abre caminho para a construção de transistores baseados em carbono e, em última análise, computadores de carbono.

"Ficar dentro do mesmo material, dentro do reino dos materiais à base de carbono, é o que une essa tecnologia agora," disse o pesquisador Felix Fischer. "Esta é uma das coisas chave que faltavam no quadro geral de uma arquitetura de circuito integrado totalmente baseada em carbono."

Carbono metálico

O grafeno e os nanotubos de carbono são extremamente promissores, mas tem-se mostrado difícil transformá-los nos componentes necessários para construir circuitos com transistores.

As nanofitas de grafeno podem superar essas limitações, mas até agora os cientistas só haviam conseguido sintetizá-las semicondutoras e isolantes - mas não os fios metálicos para conectar os componentes. Os nanotubos também podem ser metálicos, mas não é possível atingir com eles a mesma precisão e reprodutibilidade que é possível com as nanofitas.

O novo metal à base de carbono também é uma nanofita de grafeno, mas projetada com o objetivo de conduzir elétrons entre nanofitas semicondutoras, o que as torna adequadas para operar com transistores totalmente de carbono. As nanofitas metálicas foram construídas através da montagem de blocos de construção idênticos menores, uma abordagem comumente conhecida como "de baixo para cima".

"Acreditamos que os fios metálicos são realmente uma inovação; É a primeira vez que podemos criar intencionalmente um condutor metálico ultra estreito - um bom condutor intrínseco - de materiais à base de carbono, sem a necessidade de dopagem externa," acrescentou Fischer.

Vêm aí os computadores inteiramente de carbono
Estes fios metálicos de carbono permitirão conectar transistores de grafeno ou de nanotubos, criando uma eletrônica inteiramente de carbono.
[Imagem: Daniel J. Rizzo et al. - 10.1126/science.aay3588 ]

Eletrônica do carbono

O objetivo agora é pegar todas as peças individuais e tentar construir o primeiro circuito transistorizado totalmente à base de carbono.

"Acredito que esta tecnologia vai revolucionar a forma como construímos circuitos integrados no futuro," disse Fischer. "Isso deve nos levar um grande passo adiante em relação ao melhor desempenho que se pode esperar do silício hoje. Agora temos um caminho para acessar velocidades de comutação mais rápidas com consumo de energia muito menor. É isso que está dando o impulso em direção a uma indústria de semicondutores eletrônicos à base de carbono no futuro."

Bibliografia:

Artigo: Inducing metallicity in graphene nanoribbons via zero-mode superlattices
Autores: Daniel J. Rizzo, Gregory Veber, Jingwei Jiang, Ryan McCurdy, Ting Cao, Christopher Bronner, Ting Chen, Steven G. Louie, Felix R. Fischer, Michael F. Crommie
Revista: Science
Vol.: 369, Issue 6511, pp. 1597-1603
DOI: 10.1126/science.aay3588





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