Informática

Transístor magnético viabiliza processadores metamórficos

Transístor magnético viabiliza processadores metamórficos
Um semicondutor exótico, chamado antimoneto de índio, foi usado para construir uma "ponte de energia" cujo trânsito de elétrons pode ser ligado e desligado por magnetismo - essencialmente um transístor magnético. [Imagem: Joo et al./Nature]

Hardware fixo

O processador do seu computador é um dispositivo lógico de uso geral.

É o software que determina se o processador vai computar uma planilha, organizar um banco de dados, apresentar um filme ou conectar com outros computadores.

Em todos os casos, o hardware permanece o mesmo, funcionando sempre do mesmo jeito.

Isso é muito prático e cômodo, mas significa que o conjunto nunca funcionará em um nível ótimo de eficiência, seja quanto ao consumo de energia, seja quanto à velocidade de processamento.

Hardware mutante

Agora, um novo tipo de transístor que pode ser ligado e desligado por magnetismo, em vez de eletricidade, está abrindo o caminho para um hardware reconfigurável.

Isso significa, por exemplo, que o processador do seu smartphone poderia ser reconfigurado para se tornar um super-eficiente processador gráfico quando você quiser ver um filme, e retornar à configuração de processador de sinais quando você, eventualmente, resolver usá-lo como telefone.

Hoje, quando o processador de um satélite falha em órbita, o satélite vira lixo espacial - com um processador reconfigurável, uma parte do circuito não essencial poderia ser reconfigurada para cumprir as funções da parte que deu defeito.

Algo que poderia ser feito por software, comandado aqui da Terra.

Além disso, as baterias dos aparelhos portáteis poderiam durar meses, em vez de horas.

Isso porque os transistores eletrônicos - que são essencialmente chaves cujos estados ligado e desligado representam 1s e 0s - precisam estar constantemente energizados para que o circuito saiba se cada um deles está guardando um 0 ou um 1.

Com um transístor magnético, basta gravar a informação que ela permanecerá lá, sem consumo de energia.

Transistor magnético

Foi isso o que demonstraram Sungjung Joo e seus colegas do Instituto KAIST, na Coreia do Sul.

Eles usaram um semicondutor exótico, chamado antimoneto de índio, para construir uma "ponte de energia" cujo trânsito de elétrons pode ser ligado e desligado por magnetismo.

A ponte tem duas camadas, uma inferior, com excesso de cargas positivas (lacunas), e outra superior, com excesso de cargas negativas (elétrons).

Graças às propriedades inusitadas do antimoneto de índio, o fluxo de elétrons através da ponte pode ser controlado usando um campo magnético perpendicular.

Quando o campo magnético é acionado em uma direção, os elétrons são desviados do segmento inferior, fluindo livremente pela camada superior.

Quando o campo magnético é invertido, os elétrons são levados para o segmento inferior, onde trombam e se recombinam com as lacunas, essencialmente desligando a ponte.

Processador metamórfico

Com esta técnica, em vez de transistores tipo p (positivos) e tipo n (negativos), que são fabricados assim, e sempre funcionarão do mesmo jeito, torna-se possível construir transistores que poderão assumir a feição que for necessária.

Um processador formado por transistores magnéticos poderá ter seu circuito inteiro alterado conforme a tarefa a ser desempenhada - essencialmente um "processador metamórfico".

Outros estudos já indicaram que os processadores magnéticos atingirão o limite físico da eficiência.

Mas nem tudo está pronto para uso imediato.

Será difícil integrar o transístor magnético reconfigurável, feito com um material considerado exótico mesmo para os padrões da indústria eletrônica, com a tecnologia padrão da eletrônica atual.

Mas, com tantas vantagens, eventualmente ele encontre seu nicho de mercado como algo realmente novo, uma tecnologia disruptiva que rompa com a eletrônica fixa e rígida dos transistores atuais.

Bibliografia:

Magnetic-field-controlled reconfigurable semiconductor logic
Sungjung Joo, Taeyueb Kim, Sang Hoon Shin, Ju Young Lim, Jinki Hong, Jin Dong Song, Joonyeon Chang, Hyun-Woo Lee, Kungwon Rhie, Suk Hee Han, Kyung-Ho Shin, Mark Johnson
Nature
Vol.: 493, 589-590
DOI: 10.1038/493589a




Outras notícias sobre:

    Mais Temas