A 'ponte' que se forma dentro da camada de sulfeto de metal, conectando dois eletrodos de metal, resulta na ativação da chave atômica. Crédito:Manabu Kiguchi
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio obteve uma visão sem precedentes do funcionamento interno de um interruptor atômico. Ao investigar a composição da minúscula "ponte" de metal que se forma dentro do switch, suas descobertas podem estimular o design de interruptores atômicos com desempenho aprimorado.
Chaves atômicas são saudadas como as menores chaves eletroquímicas, e eles poderiam mudar a cara da tecnologia da informação. Devido às suas dimensões em nanoescala e baixo consumo de energia, eles são promissores para a integração em circuitos de próxima geração que podem impulsionar o desenvolvimento de dispositivos de inteligência artificial (IA) e Internet das coisas (IoT).
Embora vários projetos tenham surgido, uma questão intrigante diz respeito à natureza do filamento metálico, ou ponte, essa é a chave para a operação do switch. A ponte se forma dentro de uma camada de sulfeto de metal imprensada entre dois eletrodos, e é controlado pela aplicação de uma voltagem que induz uma reação eletroquímica. A formação e aniquilação dessa ponte determinam se a chave está ligada ou desligada.
Agora, um grupo de pesquisa incluindo Akira Aiba e Manabu Kiguchi e colegas do Departamento de Química do Instituto de Tecnologia de Tóquio encontrou uma maneira útil de examinar precisamente do que a ponte é composta.
Resfriando a chave atômica o suficiente para poder investigar a ponte usando uma técnica de medição de baixa temperatura chamada espectroscopia de contato de ponto (PCS), o estudo revelou que a ponte é composta de átomos de metal do eletrodo e da camada de sulfeto de metal. Esta descoberta surpreendente contraria a noção prevalecente de que a ponte deriva apenas do eletrodo, Kiguchi explica.
A equipe comparou interruptores atômicos com diferentes combinações de eletrodos (Pt e Ag, ou Pt e Cu) e camadas de sulfeto de metal (Cu 2 S e Ag 2 S). Em ambos os casos, eles descobriram que a ponte é composta principalmente de Ag.
A razão por trás da dominância de Ag na ponte é provavelmente devido à "maior mobilidade dos íons Ag em comparação com os íons Cu, "dizem os pesquisadores em seu artigo publicado em Materiais e interfaces aplicados ACS .
Eles concluem que "seria melhor usar metais com baixa mobilidade" para projetar interruptores atômicos com maior estabilidade.
Ainda há muito a ser explorado no avanço das tecnologias de chave atômica, e a equipe continua investigando qual combinação de elementos seria a mais eficaz para melhorar o desempenho.
