Um laboratório da IBM montou uma versão rudimentar de um chip semicondutor cujos circuitos são feitos de grafeno, uma versão cristalina do carbono que se distingue pela sua disposição atômica. Com isso, os cientistas dão um dos primeiros passos na introdução de nanotecnologia (que trabalha com materiais na escala de um bilionésimo de um metro) na fabricação de chips semicondutores – a base de qualquer equipamento eletrônico.
No caso, a equipe do laboratório de pesquisas da IBM em Yorktown Heights, no estado de Nova York, conseguiu criar um circuito integrado e funcional de grafeno que poderá ser utilizado no setor de comunicação. Caso funcionem corretamente, esses novos chips poderiam permitir que dispositivos móveis (como smartphones e tablets) consigam transmitir informações mais rapidamente uns para os outros.
Com soluções como essa, os cientistas poderão produzir no futuro chips menores, mais rápidos e mais eficientes que os de silício. Entretanto, a tecnologia ainda está em estágio experimental, uma vez que os cientistas têm enfrentado problemas para que os nanomateriais se comportem corretamente em uma escala tão pequena.
Outro problema enfrentado é a fragilidade do material, que pode ser facilmente danificado durante a fabricação de produtos como um circuito integrado. Com a ajuda de técnicas utilizadas com o silício, contudo, a equipe da IBM conseguiu contornar esse problema desenvolvendo o primeiro receptor de frequências de rádio com o novo material, cujo desempenho é bastante superior ao de outros modelos.
“Essa é a primeira vez que alguém conseguiu mostrar que dispositivos e circuitos de grafeno são capazes de realizar funções modernas de comunicação wireless comparáveis às realizadas com chips de silício”, disse Supratik Guha, diretor de ciências físicas do setor de pesquisa da IBM. Será que estamos próximos de um substituto para o material que alimentou a eletrônica nos últimos 50 anos?
Considerado há anos como um dos elementos essenciais para o futuro da indústria dos eletrônicos, o grafeno sofre com o fato de suas características o impedirem de atuar da mesma forma que os chips semicondutores de silício. No entanto, essa limitação parece estar prestes a chegar ao fim graças a um time internacional de cientistas que descobriu uma nova forma do material com 10 vezes mais condutividade do que o visto anteriormente.
O segredo do novo formato é permitir que elétrons atuem como fótons. O material usado possui o mesmo arranjo em formato de colmeia formado por nanofitas de grafeno epitaxial normalmente usado para ilustrar a aparência do elemento. A diferença é o fato de o arranjo ter sido criado em moldes de carboneto de silicone com o auxílio de técnicas de microeletrônicos convencionais.
Tudo isso é aquecido a uma temperatura de aproximadamente 1 mil ° Celsius, o que faz o silicone derreter, resultando em nanofitas de grafeno com bordas perfeitamente lisas — característica que permite elétrons viajarem com virtualmente nenhuma resistência ambiente. “Esse elétrons estão se comportando de uma maneira muito próxima à luz”, afirma Walt de Heer, professor do Georgia Institute of Technology, um dos cientistas envolvidos no estudo.
Novas possibilidades para o mundo dos eletrônicos
“Isso funciona como a luz navegando por fibra ótica. Por causa da maneira como a fibra é fabricada, a luz é transmitida sem se dispersar”, explica de Heer. “Isso permite que cientistas criem interruptores que bloqueiam o fluxo de elétrons. No passado, eletrônicos feitos com grafeno não eram possíveis porque o material não possui nenhum bloqueio eletrônico de banda, a propriedade que controla os transistores tradicionais”, complementa.
Segundo o cientista, a nova descoberta “deve permitir criar eletrônicos de uma nova maneira”.
A maneira como os elétrons viajam pelo novo material é tão surpreendente que pode abrir possibilidades nunca antes pensadas por pesquisadores da área. Agora, o time responsável pela novidade deve trabalhar no estudo do funcionamento das novas nanofitas com o intuito de determinar como elas podem ser aplicadas em produtos reais — somente então é que o novo material deve começar a ser construído em larga escala.
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