p Ao miniaturizar implacavelmente uma tecnologia de computador anterior à Segunda Guerra Mundial, e combinando isso com um material novo e durável, pesquisadores da Case Western Reserve University construíram interruptores em nanoescala e portas lógicas que operam de forma mais eficiente em termos de energia do que aqueles usados ​​agora por bilhões em computadores, tablets e telefones inteligentes. p Os interruptores eletromecânicos eram os blocos de construção da eletrônica antes do transistor de estado sólido ser desenvolvido durante a guerra. Uma versão feita de carboneto de silício, na menor das escalas, liga e desliga como um interruptor de luz, e sem nenhum desperdício de energia com o vazamento de corrente que assola os menores aparelhos eletrônicos hoje.

p Os cientistas relatam suas descobertas hoje no Encontro Internacional de Dispositivos Eletrônicos em Washington D.C.

p A parte móvel do minúsculo interruptor tem apenas cerca de um mícron cúbico de volume, mais de mil vezes menor do que os dispositivos feitos nos principais sistemas microeletromecânicos (MEMS). Assim, este interruptor pode se mover muito mais rápido e é muito mais leve.

p O switch também provou ser durável, operando por mais de 10 milhões de ciclos no ar, em temperaturas ambientes e alto calor sem perda de desempenho - muito mais tempo do que a maioria dos outros candidatos para uma chave sem vazamento.

p Tal tolerância pode permitir que os fabricantes de eletrônicos construam um computador que opere dentro do intenso calor de um reator nuclear ou motor a jato. Os transistores de silício começam a se deteriorar em torno de 250 graus Celsius (480 graus Fahrenheit). Os testes mostraram que as chaves de carboneto de silício operam a mais de 500 graus Celsius (930 graus Fahrenheit).

p O desenvolvimento é significativo porque os dispositivos de comutação estão no centro das tecnologias de computação e comunicação.

p "Em nossos bolsos e mochilas, hoje em dia, muitas vezes carregamos dispositivos móveis que consistem em bilhões desses blocos de construção, que estão ligando e desligando para realizar as funções de processamento de informações, "explicou Philip Feng, professor de engenharia elétrica e ciência da computação na Case Western Reserve e líder do projeto.

p Transistores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico à base de silício, chamados MOSFETs, são os dispositivos de comutação dominantes em circuitos integrados e levaram a muitas tecnologias extraordinárias desfrutadas hoje, Feng disse. Mas a miniaturização contínua de MOSFETs de silício nas últimas décadas desacelerou recentemente, já que o consumo de energia e a dissipação de calor se tornaram grandes desafios.

p A energia é perdida e o calor é gerado porque os MOFSETs em nanoescala vazam como uma torneira velha. Os elétrons continuam a viajar através de um interruptor que está desligado.

p "Os interruptores de silício estão perdendo energia em cerca de 1 a 10 nanowatts cada, "Feng disse." Quando você tem um bilhão desses em um chip de computador, você está perdendo alguns a dezenas de watts de potência. Isso vai consumir a bateria que você carrega, mesmo quando os transistores não estão realizando ativamente funções de computação. "

p Grandes data centers não estão apenas desperdiçando energia, eles estão pagando os custos de resfriamento para evitar o superaquecimento dos computadores.

p Tina He, Aluno de doutorado do Prof. Feng em engenharia elétrica e ciência da computação na Case School of Engineering, fornecerá detalhes sobre como fazer e testar as mudanças em sua apresentação, Chaves nanoeletromecânicas e portas lógicas de carboneto de silício (SiC) com ciclos longos e desempenho robusto em ar ambiente e alta temperatura, no encontro internacional. Ela deve falar na sessão "Nano Device Technology - Steep-Slope Devices" às 15h40. (Horário do leste dos Estados Unidos), Segunda-feira, 9 de dezembro.

p A equipe de pesquisa fez três terminais, interruptores controlados por porta e diferentes tipos de portas lógicas - elementos fundamentais usados ​​em computação e comunicações.

p "Comparado ao silício e outros materiais comuns, O SiC é muito especial porque é muito mais resistente à oxidação, a contaminantes químicos e ao desgaste, "Feng disse." Essas propriedades devem servir para dispositivos com desempenho mais robusto, protegendo-os de ambientes operacionais hostis. "