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Circuitos que funcionam com a temperatura abaixo de 0 ºC

Publicado em 28 setembro 2009

Por Redação da agência Fapesp

Em artigo na Nature Photonics, pesquisadores demonstram funcionamento de circuitos em temperatura de -148 ºC, que podem levar à fabricação de computadores muito mais rápidos e eficientes.

Uma conquista feita por pesquisadores nos Estados Unidos pode levar à fabricação de um novo tipo de computadores, muito mais rápidos e poderosos do que os atuais. O estudo foi publicado neste domingo (27/9) na revista Nature Photonics.

A novidade dá sequência à demonstração feita há alguns meses, pelo mesmo grupo da Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD), de um circuito integrado capaz de funcionar em temperatura de apenas 1,5 grau Kelvin acima do zero absoluto (-273,15 ºC). Tal marca, atingível apenas em poucos laboratórios no mundo, é menos do que a média encontrada no espaço profundo.

Agora, os cientistas conseguiram construir um circuito integrado que opera a uma temperatura mais elevada, mais ainda assim muito fria, de -148 ºC. A vantagem é que essa temperatura pode ser obtida facilmente com nitrogênio líquido, substância que pode ser comprada por um preço semelhante ao da gasolina.

"Nosso objetivo é criar dispositivos eficientes baseados em excitons que sejam operacionais em temperatura ambiente e que possam substituir equipamentos eletrônicos em situações nas quais a velocidade de interconexão é muito importante", disse Leonid Butov, professor de física na UCSD.

Excitons são formados por elétrons com carga negativa e "buracos" com carga positiva que podem ser criados pela ação da luz em um material semicondutor, como o arseneto de gálio. Quando o elétron e o buraco se combinam, o exciton decai e libera energia na forma de um flash de fótons, ou seja, luz.

"Ainda estamos nos estágios iniciais de desenvolvimento. Nosso grupo apenas demonstrou o princípio de um transistor baseado em excitons em uma pesquisa que continuará", ressaltou Butov.

O fato de os excitons poderem ser convertidos em luz em teoria permite que os dispositivos neles baseados sejam mais rápidos e mais eficientes do que os eletrônicos convencionais com interfaces ópticas, que usam elétrons para a parte computacional e precisam converter essas partículas em luz para a comunicação.

"Os transistores que demonstramos processam sinais por meio do uso de excitons que, tal como os elétrons, podem ser controlados com voltagens elétricas. Mas, diferentemente dos elétrons, eles se transformam em fótons na saída do circuito. Essa conexão direta entre excitons e fótons permite a relação computação-comunicação", disse Butov.

O artigo Excitonic switches operating at around 100 K, de Leonid Butov e outros, pode ser lido em http://www.plosone.org

(Envolverde/Agência Fapesp)