Um transistor que simula algumas das funções dos neurônios foi inventado a partir de experimentos e modelos desenvolvidos por pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) no Estado de São Paulo, Brasil, Universidade de Würzburg na Alemanha, e a Universidade da Carolina do Sul, nos Estados Unidos.
O dispositivo, que tem partes micrométricas e nanométricas, pode ver a luz, contar, e armazenar informações em sua própria estrutura, dispensando a necessidade de unidade de memória complementar.
É descrito no artigo "Efeito balde basculante em nanoescala em um contador baseado em transistor de ponto quântico", publicado no jornal Nano Letras .
"Neste artigo, mostramos que os transistores baseados em pontos quânticos podem realizar operações complexas diretamente na memória. Isso pode levar ao desenvolvimento de novos tipos de dispositivo e circuito de computador em que as unidades de memória são combinadas com unidades de processamento lógico, economizando espaço, Tempo, e consumo de energia, "disse Victor Lopez Richard, professora do Departamento de Física da UFSCar e uma das coordenadoras do estudo.
O transistor foi produzido por uma técnica chamada crescimento epitaxial, que consiste em revestir um substrato de cristal com uma película fina. Neste substrato microscópico, gotículas nanoscópicas de arseneto de índio atuam como pontos quânticos, confinar elétrons em estados quantizados. A funcionalidade de memória é derivada da dinâmica de carga e descarga elétrica dos pontos quânticos, criando padrões de corrente com periodicidades que são moduladas pela voltagem aplicada às portas do transistor ou pela luz absorvida pelos pontos quânticos.
"A principal característica do nosso dispositivo é sua memória intrínseca armazenada como uma carga elétrica dentro dos pontos quânticos, - disse Richard. - O desafio é controlar a dinâmica dessas cargas para que o transistor possa se manifestar em diferentes estados. Sua funcionalidade consiste na capacidade de contar, memorizar, e realizar as operações aritméticas simples normalmente feitas por calculadoras, mas usando incomparavelmente menos espaço, Tempo, e poder. "
De acordo com Richard, o transistor provavelmente não será usado em computação quântica porque isso requer outros efeitos quânticos. Contudo, pode levar ao desenvolvimento de uma plataforma para uso em equipamentos como contadores ou calculadoras, com memória intrinsecamente ligada ao próprio transistor e todas as funções disponíveis no mesmo sistema em escala nanométrica, sem necessidade de um espaço separado para armazenamento.
"Além disso, você poderia dizer que o transistor pode ver a luz porque os pontos quânticos são sensíveis aos fótons, "Richard disse, "e assim como a voltagem elétrica, a dinâmica de carga e descarga de pontos quânticos pode ser controlada por meio da absorção de fótons, simulando respostas sinápticas e algumas funções dos neurônios. "
Mais pesquisas serão necessárias antes que o transistor possa ser usado como um recurso tecnológico. Por enquanto, ele funciona apenas em temperaturas extremamente baixas - aproximadamente 4 Kelvin, a temperatura do hélio líquido.
“Nosso objetivo é torná-lo funcional em temperaturas mais altas e até mesmo em temperatura ambiente. Para isso, teremos que encontrar uma maneira de separar os espaços eletrônicos do sistema o suficiente para evitar que sejam afetados pela temperatura. Precisamos de um controle mais refinado das técnicas de síntese e crescimento de material para ajustar os canais de carga e descarga. E os estados armazenados nos pontos quânticos devem ser quantizados, "Disse Richard.
