p (Phys.org) —Os pesquisadores demonstraram um novo dispositivo lógico baseado em nanotubos de carbono (CNT) que consome apenas 0,1 nanowatts (nW) em seus estados estáticos LIGADO e DESLIGADO, representando o menor valor relatado em 3 ordens de magnitude para dispositivos lógicos CMOS baseados em CNT. O dispositivo pode servir como um bloco de construção para grandes áreas, circuitos lógicos CNT de potência ultrabaixa que podem ser usados ​​para realizar uma variedade de aplicações de nanoeletrônica. p Os pesquisadores, Michael L. Geier, et al., na Northwestern University em Evanston, Illinois, e a Universidade de Minnesota em Minneapolis, publicaram seu artigo sobre a lógica subnanowatt CNT em uma edição recente da Nano Letras .

p "Um circuito integrado moderno tem mais de 1 bilhão de transistores, "co-autor Mark C. Hersam, Professor de Ciência e Engenharia de Materiais, Química, e medicina na Northwestern University, contado Phys.org . "Consequentemente, a dissipação de energia por transistor precisa ser muito baixa para que todo o circuito tenha um consumo de energia razoável. Na verdade, é geralmente aceito que o consumo de energia é o principal fator limitante para alcançar aumentos adicionais na complexidade (ou seja, número de transistores) em circuitos integrados. "

p Como explicam os pesquisadores, uma das maiores vantagens da arquitetura CMOS é que ela tem um consumo de energia intrinsecamente baixo. Esse benefício surge do fato de que, ao contrário de outras arquiteturas lógicas, um dos dois tipos de transistores (tipo p ou tipo n) é desligado sob condições de estado estacionário em cada porta lógica em dispositivos CMOS.

p Para aproveitar ao máximo esse potencial de consumo de energia extremamente baixo, os transistores tipo-p e tipo-n precisam ter tensões de limiar precisamente ajustadas e bem separadas, quais são os níveis de tensão que determinam se o dispositivo está LIGADO ou DESLIGADO. Até aqui, esta questão das tensões de limiar não foi abordada, e os pesquisadores aqui o identificaram como o principal desafio que limita a realização de eletrônicos CMOS baseados em CNT altamente integrados.

p Em seu estudo, os pesquisadores usaram uma estrutura de porta de metal para alcançar tensões de limiar simétricas e claramente separadas para transistores CNT tipo p e tipo n, resultando no consumo de energia ultrabaixo. Nos estados estáticos, em que o dispositivo está LIGADO ou DESLIGADO, o consumo de energia é inferior a 0,1 nW. No ponto médio do estado de transferência, quando ambos os transistores do tipo p e do tipo n estão simultaneamente no estado LIGADO, a tensão atinge seu pico em 10 nW.

p Ao conectar vários transistores CNT em várias configurações, os pesquisadores demonstraram o inversor, Portas lógicas NAND e NOR. No futuro, essas portas podem ser integradas em circuitos complexos, onde eles podem fornecer consumo de energia estática de subnanowatt junto com as outras vantagens dos CNTs, como capacidade de processamento e flexibilidade da solução.

p "Agora estamos trabalhando para fazer circuitos mais complicados, onde teremos substancialmente mais transistores e portas lógicas em cascata, "Hersam disse." Também temos interesse em combinar nanotubos de carbono com outros materiais nanoeletrônicos emergentes em nosso laboratório (por exemplo, dissulfeto de molibdênio [MoS ₂ ]). " p © 2013 Phys.org. Todos os direitos reservados.