p Pesquisadores suíços construíram um transistor cujo elemento crucial é um nanotubo de carbono, suspenso entre dois contatos, com excelentes propriedades eletrônicas. Uma nova abordagem de fabricação permitiu aos cientistas construir um transistor sem histerese de porta. Isso abre novas maneiras de fabricar nano-sensores e componentes que consomem particularmente pouca energia. p Os limites da microtecnologia convencional, baseado principalmente em silício, foram alcançados. Menor e melhor só é possível com o uso de novos materiais e tecnologias. É por isso que a pesquisa espera grandes coisas dos nanotubos de carbono (CNTs), túbulos ultra-minúsculos com alguns nanômetros de diâmetro, feito de carbono puro.

p Os CNTs têm estruturas notáveis, propriedades mecânicas e eletrônicas. O grupo de pesquisa liderado por Christofer Hierold, Professor de Micro e Nanosistemas na ETH Zurique, visa usá-los em componentes nanoeletrônicos. Ele e seu grupo de pesquisa, em particular o aluno de doutorado Matthias Muoth, conseguiram agora construir um transistor de efeito de campo livre de histerese baseado em um CNT individual com nano-contatos metálicos. Os pesquisadores relataram isso recentemente em "Nature Nanotechnology".

p Para construir o transistor, os pesquisadores permitiram que um único CNT crescesse entre duas pontas de polissilício. Para um bom contato elétrico, eles vaporizaram paládio metálico nas extremidades do túbulo de uma maneira altamente precisa. Os cientistas incluíram uma tampa deslizante, a máscara de sombra, para proteger a seção média do CNT de metalização indesejada. Um substrato de silício, também revestido com metal e posicionado três mícrons abaixo do CNT, agia como um terminal de controle chamado gate.

p A fabricação bem-sucedida do transistor com o CNT e a interface precisa de suas extremidades com paládio não são os únicos aspectos decisivos para Christofer Hierold. Ele considera que o avanço é o fato de o transistor não exibir o que é chamado de histerese de porta. A histerese está ausente mesmo em uma umidade atmosférica de 45 por cento. Ele considera isso como "um avanço considerável para componentes destinados ao uso como sensores".

p A histerese representa propriedades indesejadas de um sistema eletrônico. Por exemplo, se a tensão na porta de controle do transistor for aumentada e depois reduzida novamente, pode haver uma mudança indesejada na tensão de limiar do transistor. As propriedades do transistor em um ponto de trabalho dependem de sua história, por exemplo, nas tensões de porta às quais foi previamente exposto. Essas mudanças indesejadas na tensão de limiar também se originam de cargas que podem ser retidas em defeitos no CNT ou em óxidos em sua vizinhança.

p Essa histerese não é observada e os pesquisadores consideram isso como um sinal de um arranjo de transistor de alta qualidade com defeito baixo, CNTs de alta pureza.

p O novo componente abre possibilidades de aplicação interessantes para sensores e outros componentes nanoeletromecânicos. Por exemplo, o transistor pode ser usado em sensores de gás altamente sensíveis ou medidores de tensão, e também em um arranjo de ressonador como um nano-equilíbrio. Os transistores CNT também podem ser muito úteis como filtros para receber a frequência correta em telefones celulares, uma vez que são menores e usam menos energia do que os filtros de frequência convencionais. Isso envolve o uso de excitação eletromecânica para fazer um CNT com uma frequência característica vibrar como uma corda de violão. Todas as outras frequências, por outro lado, são incapazes de excitar o nanotubo. De acordo com o professor da ETH, “Espera-se que esses filtros nanoeletromecânicos sejam melhores do que os puramente eletrônicos.” Ele diz que, em todo o caso, uma grande vantagem dos novos componentes é a baixa demanda de energia.

p Hierold diz que a miniaturização do transistor ainda não está completa. Apenas o CNT como uma nanoestrutura com diâmetro de um a três nanômetros e, como mostrado aqui, com comprimentos de canal tão curtos quanto 30 nanômetros e possivelmente menos foi “miniaturizado”. O professor ressalta que “Ainda estamos utilizando a tecnologia convencional para estruturar as pontas e a máscara de sombra do novo componente”.

p A nova tecnologia ainda não progrediu a ponto de em breve substituir os transistores do tipo usado nos atuais chips de computador. Contudo, Hierold enfatiza que “agora criamos um componente que nos permite dar um grande passo em frente, especialmente em tecnologia de micro e nanosistemas, ou seja, na área de materiais funcionais integrados para sensores e atuadores. ”