Eletrônica atômica atinge dimensões práticas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  18/07/2016

A nova técnica gerou circuitos eletrônicos práticos com vários centímetros de comprimento. [Imagem: Mervin Zhao et al. - 10.1038/nnano.2016.115]

Eletrônicos feitos quimicamente

Em um avanço que ajuda a abrir o caminho para uma nova geração de eletrônicos e tecnologias de computação - e, possivelmente, aparelhos finos como papel -, engenheiros desenvolveram uma maneira de montar transistores e circuitos com apenas alguns átomos de espessura.

Em vez da tradicional litografia usada pela indústria eletrônica, os componentes e circuitos são montados quimicamente.

Melhor ainda, a técnica gera estruturas funcionais em uma escala grande o suficiente para que se comece a pensar em aplicações realistas e escalabilidade comercial.

"Este é um grande passo rumo a uma forma escalável e repetível para construir eletrônicos com espessura atômica ou acondicionar mais poder de computação em uma área menor," disse o professor Xiang Zhang, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA.

Computador atômico

A nova técnica química permite controlar a síntese de um transístor no qual estreitos canais são entalhados no grafeno. Nesses canais é crescido um cristal de um material semicondutor conhecido como "metal de transição dicalcogeneto", ou TMDC (transition-metal dichalcogenide) - esses materiais são mais conhecidos como molibdenita, mas pertencem a essa classe odissulfeto de molibdênio (MoS2) e o dissulfeto de tungstênio (WS2).

Os dois materiais são cristais de uma única camada e atomicamente finos, de forma que o circuito eletrônico resultante é essencialmente bidimensional. Na horizontal, a síntese consegue cobrir uma área de vários centímetros de comprimento e alguns milímetros de largura, várias ordens de grandeza maiores do que os experimentos anteriores.

Estrutura mostrando como os cristais de molibdenita (MoS2) ligam-se aos cristais de grafeno (hexágonos cinza). [Imagem: Berkeley Lab]

A aplicabilidade prática da nova técnica foi demonstrada com a montagem de um circuito lógico conhecido como inversor. De acordo com a equipe, isso reforça ainda mais a capacidade da tecnologia para estabelecer as bases para construir quimicamente um computador com circuitos de dimensões atômicas.

"Os dois cristais bidimensionais foram sintetizados na escala de wafer de uma forma que é compatível com a atual manufatura de semicondutores. Integrando nossa técnica com outros sistemas de crescimento [de cristais], é possível que a computação do futuro possa ser feita completamente com cristais atomicamente finos," diz Mervin Zhao, principal idealizador da técnica.

Bibliografia:

Large-scale chemical assembly of atomically thin transistors and circuits
Mervin Zhao, Yu Ye, Yimo Han, Yang Xia, Hanyu Zhu, Siqi Wang, Yuan Wang, David A. Muller, Xiang Zhang
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/nnano.2016.115