Transístor de nanotubo supera mais modernos transistores de silício

Redação do Site Inovação Tecnológica -  04/10/2016

Estrutura do transistor de nanotubo de carbono e o protótipo construído pela equipe. [Imagem: Gerald J. Brady et al. - 10.1126/sciadv.1601240]

Transístor orgânico

Engenheiros finalmente conseguiram fabricar os primeiros transistores de nanotubos de carbono que superam os transistores de silício estado da arte.

Os transistores de nanotubos de carbono alcançaram praticamente o dobro da corrente (1,9 vez) alcançada pelos transistores de silício.

"Este feito tem sido um sonho da nanotecnologia nos últimos 20 anos. Este avanço no desempenho dos transistores de nanotubos de carbono é um passo crítico rumo à exploração dos nanotubos de carbono nos circuitos lógicos, de comunicações de alta velocidade e em outras tecnologias da eletrônica de semicondutores," disse o professor Michael Arnold, da Universidade Wisconsin-Madison, nos EUA.

5x mais velocidade ou 5x menos energia

Os novos transistores são particularmente promissores para uso em sistemas de transmissão de dados sem fios, que requerem uma corrente forte fluindo através de uma área pequena.

Os protótipos fabricados pela equipe podem funcionar cinco vezes mais rápido ou usar cinco vezes menos energia do que os transistores de silício, de acordo com a extrapolação feita pela equipe a partir de medições dos nanotubos individuais.

Além disso, a dimensão minúscula do nanotubo permite chavear rapidamente o sinal que passa por ele, o que deve levar a ganhos substanciais na largura de banda dos dispositivos de comunicação sem fio.

Nanotubos metálicos e nanotubos semicondutores

Embora há muito se saiba que os transistores de nanotubos são promissores - na verdade já foram criados até transistores quânticos de nanotubos - tem sido difícil isolar os nanotubos de carbono, que saem do forno em versões metálicas e semicondutoras misturadas - os metálicos funcionam como um fio, dando curtos-circuitos em qualquer coisa que se tente construir.

A equipe desenvolveu uma técnica que utiliza polímeros para ordenar seletivamente os nanotubos semicondutores, obtendo uma solução muito pura, com menos de 0,01% de nanotubos metálicos. Isto foi suficiente para construir os novos transistores e fazê-los funcionar de forma duradoura.

Bibliografia:

Quasi-ballistic carbon nanotube array transistors with current density exceeding Si and GaAs
Gerald J. Brady, Austin J. Way, Nathaniel S. Safron, Harold T. Evensen, Padma Gopalan, Michael S. Arnold
Science Advances
Vol.: 2, no. 9, e1601240
DOI: 10.1126/sciadv.1601240