Eletrônica

Transistor de sete átomos avança rumo ao computador quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/05/2010

Transistor de sete átomos avança rumo ao computador quântico
Imagem do nanotransístor, mostrando um "orifício" central, onde estão alinhados grupos de sete átomos de fósforo. As duas barras diagonais, da esquerda para a direita, são os eletrodos que fazem a conexão ao ponto quântico.[Imagem: Unsw]

Transístor atômico

Cientistas australianos deram um verdadeiro mergulho na corrida pelo encolhimento dos transistores, os blocos básicos com que são feitos os computadores.

Eles construíram um transístor com as menores dimensões já alcançadas para esse tipo de construção, alcançando meros 4 nanômetros de comprimento.

A maior parte da indústria trabalha hoje na faixa dos 45 nanômetros, com alguns poucos chips sendo feitos na faixa dos 32 nanômetros. A grande meta atual é alcançar os 25 nanômetros.

Nanotransístor de silício

Embora já tenham sido demonstrados transistores verdadeiramente moleculares, transistores ópticos baseados em moléculas e até mesmo um transístor atômico, o nanotransístor agora criado foi feito de silício, o mesmo material hoje utilizado pela indústria de semicondutores.

O componente foi construído alinhando os átomos de fósforo, um por um, sobre um cristal único de silício.

O nanotransístor tem apenas 7 átomos de comprimento. Para comparação, um transístor de "último tipo", construído com a tecnologia de 25 nanômetros, tem cerca de 42 átomos de comprimento.

Isto coloca o nanotransístor na categoria dos pontos quânticos, elementos de grande interesse principalmente na área da computação quântica.

O componente pode ser usado para regular e controlar o fluxo de corrente elétrica exatamente como um transístor tradicional de silício, representando um passo importante rumo à miniaturização em escala atômica, quando os componentes serão feitos átomo por átomo, ou "de baixo para cima".

Só em laboratório

Mas exatamente o que representa sua grande vantagem - uma miniaturização com potencial para criar processadores super rápidos - é também sua fraqueza - pelo menos por enquanto e tendo-se em vista a aplicação na fabricação dos processadores normais.

É que o nanotransístor foi construído movendo os átomos de fósforo um por um, utilizando um microscópio de tunelamento - uma abordagem que não pode ser levada para o ambiente industrial por ser lenta demais.

Computador definitivo

Por outro lado, tendo-se em vista sua aplicação na computação quântica, o nanotransístor representa um passo importante para a fabricação desses computadores futuristas em estado sólido, usando o silício em vez dos átomos artificiais super frios.

"A significância desse resultado é que nós não estamos simplesmente movendo átomos para lá e para cá e olhando-os pelo microscópio," diz a Dra. Michelle Simmons, coordenadora da pesquisa. "Nós estamos manipulando átomos individuais e colocando-os com precisão atômica, construindo um componente eletrônico funcional."

"Esta é uma conquista tecnológica imensa, e é um passo crítico para demonstrar que é possível construir o 'computador definitivo' - um computador quântico de silício," diz Simmons.

Bibliografia:

Spectroscopy of few-electron single-crystal silicon quantum dots
Martin Fuechsle, S. Mahapatra, F. A. Zwanenburg, Mark Friesen, M. A. Eriksson, Michelle Y. Simmons
Nature Nanotechnology
23 May 2010
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2010.95




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