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Desde a invenção dos primeiros transistores, no final da década de 40, um elemento químico é a base de toda a nossa tecnologia: o Silício. Tanto que deu nome ao Vale do Silício, região da Califórnia, nos EUA, onde surgiu a primeira grande concentração de empresas do setor.

Mas o Silício não é o único elemento semicondutor que pode ser usado para a construção de transistores, componentes fundamentais em qualquer circuito integrado ou “chip” em uso. Outro material promissor é o Arsenieto de Índio e Gálio (InGaAs), que tem o potencial para ser usado em transistores menores e que consomem menos energia.

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O material transporta elétrons com mais facilidade e menor voltagem, mas os pesquisadores acreditavam que o desempenho dos transistores de InGaAs se deteriorava na escala microscópica usada nos circuitos integrados atuais.

“Isso não é verdade”, diz Xiaowei Cai, autora de um novo estudo que será apresentado virtualmente na reunião International Electron Devices Meeting do IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos).

Um processador como este, usado no PlayStation 4 Pro, tem bilhões de transistores. Imagem: Fritzchens Fritz / Wikimedia Commons (Domínio Público)

Sua equipe descobriu que a queda no desempenho dos transistores de InGaAs em pequena escala é devido a um fenômeno conhecido como “oxide trapping”, que “aprisiona” os elétrons e impede seu fluxo.

“Um transistor deve funcionar como uma chave. O que você quer é ligar uma voltagem e ter bastante corrente”, diz Cai. “Mas se os elétrons estiverem aprisionados o que acontece é que você liga a voltagem, mas tem uma corrente muito limitada no canal”.

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Sua equipe analisou a dependência de frequência, taxa na qual os pulsos elétricos são enviados através do transistor. E descobriu que em frequências de 1 GHz ou mais o fenômeno não afeta o desempenho do componente, que passa a funcionar bem.

“Quando operamos estes componentes em frequências muito altas, notamos que seu desempenho é muito bom”, disse ela. “Eles são competitivos com a tecnologia de silício”.

Cai espera que a descoberta de sua equipe dê aos pesquisadores novos motivos para pesquisar transistores de InGaAs. Seu trabalho mostra que “o problema a resolver não é o transistor de InGaAs em si, mas o aprisionamento”, afirma. “Acreditamos que este é um problema que pode ser solucionado, ou contornado, com engenharia.

Fonte: TechExplore