Transstor baseado em reao qumica opera com apenas 0,5 Volt

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 26/03/2024

Transstor redox

medida que os circuitos integrados que alimentam os nossos dispositivos eletrnicos se tornam mais potentes, eles tambm se tornam menores. Isso exige que cada gerao de transistores consuma menos energia do que a gerao anterior, ou no ser possvel empacotar a quantidade crescente deles dentro de cada chip.

Para ajudar a esfriar as coisas, Le Zhang e colegas do Laboratrio Nacional Argnio, nos EUA, tiveram uma ideia inusitada: Eles descobriram um modo de fazer o chaveamento de cada transstor usando uma reao qumica para controlar o movimento dos eltrons.

Batizada de “chaveamento redox”, a tcnica exige menos de 1 Volt para funcionar, o que representa um avano no apenas para a eletrnica convencional, mas tambm para a eletrnica neuromrfica, que tenta imitar o crebro.

“Redox” refere-se a uma reao qumica que causa uma transferncia de eltrons. Dispositivos microeletrnicos normalmente funcionam com base em um “efeito de campo” eltrico para controlar o fluxo de eltrons – os transistores mais comuns so chamados FET, sigla em ingls para “transstor de efeito de campo”.

Mltiplas utilidades

Zhang e seus colegas projetaram um componente que consegue regular o fluxo de eltrons que corre de uma extremidade para outra aplicando uma tenso eltrica – essencialmente um tipo de presso que empurra a eletricidade – atravs de um material que funciona como uma espcie de porta para os eltrons. Quando a tenso atinge um limite determinado, aproximadamente meio volt, o material comea a injetar eltrons atravs da porta do material redox de origem para um material que funciona como um canal.

Usando a tenso para modificar o fluxo de eltrons, o componente semicondutor funciona como um transstor, alternando entre estados mais condutores e mais isolantes. “A nova estratgia de porta redox nos permite modular o fluxo de eltrons em uma quantidade enorme, mesmo em baixas tenses, oferecendo uma eficincia energtica muito maior,” disse o professor Dillon Fong. “Isso tambm evita danos ao sistema. Observamos que esses materiais podem ser reciclados repetidamente sem quase nenhuma degradao no desempenho.”

O fenmeno de porta redox tambm pode ser til para a criao de novos materiais qunticos, cujas fases possam ser manipuladas em baixa potncia, e novos semicondutores de baixa dimenso, como os materiais monoatmicos e os nanofios.

“Controlar as propriedades eletrnicas de um material tambm traz vantagens significativas para os cientistas que buscam propriedades emergentes alm dos dispositivos convencionais”, disse Wei Chen, membro da equipe.

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