Nada dura para sempre. E os microchips baseados em silício não são exceção; aproximando-se de seus limites práticos. Isso constitui um grande desafio para as indústrias globais.
“O circuito integrado tradicional está enfrentando alguns problemas sérios”, disse o físico Peter Dowben, que também é professor Charles Bessey de física e astronomia em Nebraska, em uma declaração da Universidade de Nebraska.
“Há um limite para o quanto ele pode ficar menor. Estamos basicamente na faixa em que estamos falando de 25 ou menos átomos de silício de largura”, acrescentou Dowben. “E você gera calor com cada dispositivo em um (circuito integrado), então você não pode mais carregar calor para fazer tudo funcionar também.”
Mas um novo avanço pode reduzir o número de transistores necessários para armazenar dados em até 75%, até mesmo cortando até 5% das necessidades mundiais de energia, de acordo com um estudo recente publicado na revista Advanced Materials.
Uma nova abordagem para transistores
Dowben e sua equipe precisavam de uma nova abordagem para os transistores e a encontraram. Eles deixaram de depender de cargas elétricas para depender de spin: uma propriedade dos elétrons relacionada ao magnetismo que aponta para cima ou para baixo e pode ser lida, como a carga elétrica; como 1 ou 0.
Eles então usaram grafeno subjacente por óxido de cromo magneto-elétrico para produzir um transistor baseado em spintrônico. O resultado final foi que, ao aplicar voltagem positiva, os spins do óxido de cromo subjacente apontavam para cima ? produzindo um sinal detectável no processo.
Enquanto isso, a tensão negativa inverteu os spins do óxido de cromo para baixo, gerando um sinal claramente distinguível do outro.
“Agora você está começando a ter uma fidelidade muito boa (no sinal), porque se você está sentado em um lado do dispositivo e aplicou uma tensão, a corrente está indo dessa maneira. Você pode dizer que está ‘ligado'”, explicou Dowben. “Mas se está dizendo à corrente para ir para o outro lado, isso está claramente ‘desligado’.”
Grande fidelidade com um custo de energia muito baixo
“Isso potencialmente oferece grande fidelidade com muito pouco custo de energia. Tudo o que você fez foi aplicar voltagem e ela virou”, acrescentou o pesquisador.
Diz-se que o novo desenvolvimento da equipe reduz o número de transistores necessários para armazenar certos dados em até 75%, enquanto corta até 5% da energia da dieta faminta de energia do mundo. O novo dispositivo pode até reter memória durante uma queda de energia.
O melhor de tudo é que o processo é adaptável e pode ser feito com outros materiais além do grafeno.
“Agora que funciona, a diversão começa, porque todos terão seu próprio material 2D favorito e vão experimentá-lo”, disse Dowben. ?Alguns deles funcionarão muito, muito melhor, e outros não. Mas agora que você sabe que funciona, vale a pena investir em outros materiais mais sofisticados que poderiam.”
“Agora todos podem entrar no jogo, descobrindo como tornar o transistor realmente bom e competitivo e, de fato, exceder o silício”, acrescentou Doben.
Com um novo transistor capaz de derrotar o silício no horizonte, em breve poderemos ver uma corrida para testar materiais avançados. É um momento emocionante para se estar vivo, onde a espinha dorsal da própria revolução da computação está evoluindo como nunca antes.
Publicado em 15/04/2022 08h39
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