O professor de engenharia elétrica e da computação Joseph Lyding e o estudante de graduação Jae Won Do lideraram uma equipe de pesquisa para desenvolver um novo método de soldagem de lacunas entre nanotubos de carbono, um novo tipo de transistor. Crédito:L. Brian Stauffer
Um método mais eficaz para fechar lacunas em fios atomicamente pequenos foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Illinois, abrindo ainda mais as portas para uma nova tecnologia de transistor.
Liderado pelo professor de engenharia elétrica e da computação Joseph Lyding e pelo estudante de graduação Jae Won Do, a equipe de Illinois publicou seus resultados no jornal ACS Nano .
Os transistores baseados em silício têm sido a base da eletrônica moderna por mais de meio século, permitindo o controle preciso de sinais eletrônicos em todos os circuitos. Uma nova tecnologia de transistor, fios de nanotubos de carbono, mostra-se promissor na substituição do silício porque pode operar dez vezes mais rápido e é mais flexível - mas tem uma lacuna importante a transpor.
"A conexão entre os nanotubos é altamente resistiva e resulta em desaceleração da operação do transistor, "Lyding disse." Quando os elétrons passam por essa junção, eles dissipam muita energia. "
A resistência resulta em acúmulo de calor nas junções entre os tubos, proporcionando aos pesquisadores a oportunidade perfeita para "soldar" essas conexões usando um material que reage com o calor para depositar metal nas junções. Uma vez que a corrente passa, o metal depositado reduz a resistência da junção, efetivamente parando a perda de energia.
Até agora, o problema tem sido encontrar uma abordagem realizável para a aplicação de materiais reativos ao calor. Em 2013, Lyding e Do usaram uma câmara de vácuo para aplicar um produto químico gasoso para metalizar as junções. A nova técnica, o assunto do novo artigo, toma um caminho diferente, aplicando uma camada fina de solução, feito de compostos que contêm o metal necessário para soldar as junções.
O calor produzido nas junções de nanotubos de carbono faz com que o material metálico na solução se deposite nas junções, soldando-os. Crédito:Joseph Lyding
"Nossa nova técnica é muito mais simples. Envolve menos etapas e é mais compatível com a tecnologia existente, "Do disse." Estamos obtendo melhorias semelhantes ao que obtivemos com o método gasoso, só agora podemos experimentar as capacidades de outros materiais que não são gases, o que nos permitirá melhorar ainda mais o desempenho dos transistores. "
Para expandir a técnica para abranger mais materiais, O grupo de Lyding se juntou a Eric Pop, um professor adjunto de engenharia elétrica e da computação na Universidade de I. e um especialista em síntese e transferência de nanotubos de carbono, bem como com o professor de química Greg Girolami.
Do disse que a nova técnica é transferível para o equipamento de fabricação atual que os fabricantes de transistores de silício estão usando.
Crédito:Joseph Lyding
"Com este método, você apenas envia corrente através dos nanotubos e isso aquece as junções. De lá, química ocorre dentro dessa camada, e então terminamos. Você só tem que enxaguar, "Lyding disse." Você não precisa de um costume, cara câmara de vácuo. "
O próximo passo da equipe é começar a procurar compostos para as junções que ajudem a amplificar ainda mais a corrente.
"Agora que vemos esse efeito, como podemos chegar ao próximo nível? Como podemos melhorar em outra ordem de magnitude? Estamos avançando neste trabalho enquanto falamos, com produtos químicos que foram sintetizados especificamente para velocidade, "Lyding disse.
