p Os pesquisadores estão progredindo na criação de transistores digitais usando um material chamado grafeno, potencialmente contornar um obstáculo pensado para limitar drasticamente o uso do material em computadores e eletrônicos de consumo. p O grafeno é uma camada de carbono com um átomo de espessura que conduz eletricidade com pouca resistência ou geração de calor. Após sua descoberta em 2004 - que ganhou o Prêmio Nobel de Física - foi apresentado como um substituto potencial para o silício, possivelmente levando a dispositivos ultrarrápidos com circuitos simplificados que podem ser menos caros de fabricar.

p Contudo, O brilho do grafeno diminuiu nos últimos anos para as aplicações digitais, pois os pesquisadores descobriram que ele não tem "lacuna de banda, "um traço que é necessário para ligar e desligar, o que é crítico para transistores digitais.

p "O fato de o grafeno ser um material de banda zero por natureza levantou muitas questões em termos de sua utilidade para aplicações digitais, "disse o estudante de doutorado de Purdue Hong-Yan Chen.

p Os elétrons em semicondutores como o silício existem em dois níveis de energia, conhecidas como bandas de valência e condução. O gap de energia entre esses dois níveis é chamado de gap. Ter o gap adequado permite que os transistores liguem e desliguem, que permite que os circuitos digitais armazenem informações em código binário consistindo em sequências de uns e zeros.

p Chen liderou uma equipe de pesquisadores na criação de um novo tipo de inversor de grafeno, um bloco de construção crítico de transistores digitais. Outros pesquisadores criaram inversores de grafeno, mas eles tiveram que ser operados a 77 graus Kelvin, que é menos 196 Celsius (menos 320 Fahrenheit).

p “Se o grafeno pudesse ser usado em aplicações digitais, isso seria muito importante, "disse Chen, que está trabalhando com Joerg Appenzeller, professor de engenharia elétrica e da computação e diretor científico de nanoeletrônica no Centro de Nanotecnologia Birck de Purdue.

p Os pesquisadores do Purdue são os primeiros a criar inversores de grafeno que funcionam em temperatura ambiente e têm um ganho maior que um, um requisito básico para a eletrônica digital que permite que os transistores amplifiquem os sinais e controlem sua comutação de 0 a 1.

p As descobertas foram detalhadas em um artigo, "Inversores de grafeno de tipo complementar operando em temperatura ambiente, "apresentado em junho durante a Conferência de Pesquisa de Dispositivos de 2011 em Santa Bárbara, Na Califórnia

p Até agora, os transistores de grafeno têm sido práticos apenas para aplicações especializadas, como amplificadores para telefones celulares e sistemas militares. Contudo, os novos inversores representam um passo para aprender como usar o material para criar transistores de grafeno para aplicações digitais mais amplas que incluem computadores e eletrônicos de consumo.

p Para criar dispositivos eletrônicos, o silício é impregnado de impurezas para alterar suas propriedades semicondutoras. Tal "dopagem" não é facilmente aplicável ao grafeno. Contudo, os pesquisadores potencialmente resolveram esse problema desenvolvendo "dopagem eletrostática, "o que torna possível aos inversores de grafeno imitar as características dos inversores de silício.

p O doping eletrostático é induzido através do campo elétrico entre portas de metal, que estão localizados a 40 nanômetros de distância dos canais de grafeno. O doping pode ser alterado variando a voltagem, permitindo aos pesquisadores testar níveis específicos de doping.

p "Isso nos permitirá encontrar o ponto ideal para operar o dispositivo, "Chen disse.

p Mais trabalho será necessário para integrar o protótipo em um circuito de grafeno funcional para aplicações digitais.