Este é um esquema e uma micrografia óptica de um novo transistor baseado em VO2 permitindo a comutação elétrica do estado da matéria. Crédito:RIKEN
(Phys.org) - Engenheiros de várias organizações de pesquisa trabalhando juntos no Japão desenvolveram um protótipo funcional de um transistor Mott, uma possível alternativa ao transistor de efeito de campo baseado em silício (FET) padrão. O protótipo, como a equipe descreve em seu artigo publicado na revista Natureza , usou um novo tipo de material, chamado de isolador Mott que muda de um resistor para um metal quando uma carga elétrica é introduzida.
A eletrônica moderna é baseada em FETs que geralmente são colocados juntos como um sanduíche de três camadas; a superfície da camada superior serve como um semicondutor para a carga elétrica enviada através da camada do meio, enquanto a camada inferior serve de base. Nesta configuração, a voltagem enviada através de um canal aumenta a condutividade do material semicondutor, permitindo que a eletricidade se mova entre a fonte e o dreno. O resultado final é um dispositivo que pode operar como um portão ou um switch. Mas, como o mecanismo de comutação é limitado apenas à superfície do material semicondutor, pesquisadores estão em uma busca para encontrar um material que possa fazer o mesmo por todo o corpo, permitindo que mais elétrons se movam ao mesmo tempo. Esta nova equipe de pesquisadores acredita que pode ter encontrado.
Isso mostra a dependência da temperatura da resistência da folha de VO2 nos estados LIGADO e DESLIGADO. Apenas um volt é suficiente para ligar e desligar os estados. Crédito:RIKEN
Em seu laboratório, os pesquisadores revestiram um pedaço de dióxido de vanádio, um conhecido isolante Mott, com um pouquinho de líquido iônico e, em seguida, aplicou um único volt de eletricidade. Esse choque minúsculo fez com que não apenas a superfície do material mudasse de isolante para condutor, mas todo o pedaço. Isso é o que os isoladores Mott fazem, mas até agora, ninguém foi capaz de descobrir como fazer com que isso acontecesse de forma controlada em um transistor.
Infelizmente, ninguém realmente entende como ou por que os isoladores Mott mudam de isoladores para condutores da maneira que fazem e usar um líquido iônico para auxiliar o processo não seria prático em um transistor comercial, o que significa que não veremos esses transistores introduzidos em produtos à venda tão cedo. Muito mais pesquisas ainda precisam ser feitas, mas a notícia de que um protótipo foi desenvolvido mostra que, em certas circunstâncias, Os isoladores Mott podem ser feitos para trabalhar em um transistor e se outras maneiras podem ser feitas para fazer com que ele funcione, novos transistores sintonizáveis de tensão poderiam ser criados ou talvez a transmissão remota de dispositivos elétricos pudesse ser desenvolvida.
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