p Pesquisadores da Universidade de Tóquio demonstraram um dispositivo de corrente de vale eletricamente controlável que pode abrir caminho para dispositivos "Valleytronics" de ultra-baixa potência. p Na escala atômica, a matéria se comporta tanto como partícula quanto como onda. Elétrons, Portanto, têm um comprimento de onda associado que geralmente pode ter muitos valores diferentes. Em sistemas cristalinos, no entanto, certos comprimentos de onda podem ser favorecidos. Grafeno, por exemplo, tem dois comprimentos de onda favorecidos, conhecidos como K e K '(K linha). Isso significa que dois elétrons no grafeno podem ter a mesma energia, mas comprimentos de onda diferentes - ou, colocando de outra forma, diferente "vale".

p Eletrônicos usam cobranças para representar informações, mas quando a carga flui através de um material, alguma energia é dissipada como calor, um problema para todos os dispositivos eletrônicos em uso hoje. Contudo, se a mesma quantidade de elétrons em um fluxo de canal em direções opostas, nenhuma carga líquida é transferida e nenhum calor é dissipado - mas em um dispositivo eletrônico normal, isso significaria que nenhuma informação foi passada. Um dispositivo Valleytronics transmitindo informações usando corrente de vale pura, onde elétrons com o mesmo vale fluem em uma direção, não teria essa limitação, e oferece um caminho para a realização de dispositivos de energia extremamente baixa.

p Estudos experimentais sobre correntes de vale começaram apenas recentemente. O controle da corrente de vale em uma monocamada de grafeno foi demonstrado, mas apenas sob condições muito específicas e com controle limitado de conversão de corrente de carga para corrente de vale. Para que a corrente de vale seja uma alternativa viável para carregar a eletrônica moderna baseada em corrente, é necessário controlar a conversão entre a corrente de carga e a corrente de vale em uma ampla faixa em altas temperaturas.

p Agora, O grupo de pesquisa do professor Seigo Tarucha no Departamento de Física Aplicada da Escola de Graduação em Engenharia criou um dispositivo de corrente de vale eletricamente controlável que converte corrente elétrica convencional em corrente de vale, passa por um canal longo (3,5 mícrons), em seguida, converte a corrente de vale de volta em corrente de carga que pode ser detectada por uma tensão mensurável. O grupo de pesquisa usou uma bicamada de grafeno imprensada entre duas camadas isolantes, com todo o dispositivo imprensado entre duas camadas condutoras ou 'portões', permitindo o controle do vale.

p O grupo transferiu a corrente do vale por uma distância grande o suficiente para excluir outras possíveis explicações concorrentes para seus resultados e foi capaz de controlar a eficiência da conversão da corrente do vale em uma ampla faixa. O dispositivo também operou em temperaturas muito mais altas do que o esperado. "Normalmente medimos nossos dispositivos em temperaturas mais baixas do que o ponto de liquefação do hélio (-268,95 C, apenas 4,2 K acima do zero absoluto) para detectar este tipo de fenômeno, "diz o Dr. Yamamoto, membro do grupo de pesquisa. "Ficamos surpresos que o sinal pudesse ser detectado mesmo a -203,15 C (70 K). No futuro, pode ser possível desenvolver dispositivos que possam operar em temperatura ambiente. "

p "Corrente do vale, ao contrário da corrente de carga, não é dissipativa. Isso significa que nenhuma energia é perdida durante a transferência de informações, "diz o professor Tarucha. Ele continua, "Com o consumo de energia se tornando um grande problema na eletrônica moderna, os dispositivos baseados em Valley Current abrem uma nova direção para futuros dispositivos de computação de ultra-baixo consumo de energia. "