Pesquisadores da Texas A&M University relatam avanços significativos em sua compreensão e controle de um material semelhante a um camaleão que pode ser a chave para os computadores da próxima geração que são ainda mais poderosos do que as máquinas baseadas em silício de hoje.

O paradigma existente de computação baseada em silício nos deu uma gama de tecnologias incríveis, mas os engenheiros estão começando a descobrir os limites do silício. Como resultado, para que a ciência da computação continue avançando, é importante explorar materiais alternativos que possam permitir diferentes maneiras de fazer computação, de acordo com o Dr. Patrick J. Shamberger, professor assistente do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais. O dióxido de vanádio é um exemplo.

"É muito interessante, material tipo camaleão que pode facilmente alternar entre duas fases diferentes, de isolante para condutor, conforme você o aquece e resfria ou aplica uma voltagem, "disse o Dr. Sarbajit Banerjee, professor com nomeação conjunta nos Departamentos de Química e Ciência e Engenharia de Materiais. "E se você pensar nessas duas fases como sendo análogas a um zero e um, você pode criar algumas novas maneiras interessantes de processamento de informações. "

Banerjee e Shamberger são os autores correspondentes de um artigo que descreve seu trabalho, que foi publicado na edição de janeiro de 2018 da Química de Materiais .

"Antes que o dióxido de vanádio pudesse ser usado na computação, precisamos controlar melhor sua transição de isolante para condutor e vice-versa, "Shamberger disse. No jornal, a equipe descreveu fazer exatamente isso, adicionando tungstênio ao material.

Entre outras coisas, os pesquisadores mostraram que o tungstênio permite que a transição ocorra em duas vias muito diferentes. O resultado é que a transição do isolante para o condutor acontece de forma fácil e rápida, enquanto a transição do condutor de volta ao isolador é mais difícil.

"Pense nisso como dirigir do ponto A ao ponto B e vice-versa. Para chegar lá, você pega uma superestrada, mas voltando você está em estradas vicinais, "Banerjee disse.

Essencialmente, a adição de tungstênio permite que o óxido de vanádio mude rapidamente em uma direção e muito mais lentamente na outra, fenômenos que poderiam ser explorados em computadores futuros.

"Ele fornece um 'botão' adicional para ajustar como você vai e volta entre os dois estados, "disse Erick J. Braham, um estudante de graduação na Texas A&M que foi o primeiro autor do artigo.

A equipe também descobriu que a adição de tungstênio permite um melhor controle, ou sintonizar, as diferentes temperaturas onde ocorrem as transições.

Banerjee observa a natureza interdisciplinar do trabalho, que envolveu quatro grupos com conhecimentos que vão desde a ciência dos materiais computacionais à microscopia eletrônica, tem sido a chave.

"Nós realmente examinamos esse quebra-cabeça de diferentes extremidades para tentar entender exatamente o que está acontecendo, "disse ele." Tem sido muito emocionante.