p Uma pesquisa recente da Universidade de Nebraska-Lincoln pode ajudar futuros engenheiros de componentes digitais a obter dois (ou mais) pelo espaço de um. p Uma equipe de físicos demonstrou um método reversível para alterar as propriedades eletrônicas de um material nanoscópico, apontando o caminho para a fusão de várias funções características da eletrônica moderna em um único componente.

p A abordagem pode, em última análise, permitir que um material 2-D mude do processamento digital para o armazenamento de dados para aplicativos acionados por luz. Essa versatilidade, por sua vez, poderia dar aos engenheiros opções adicionais para reduzir a eletrônica, comprimindo mais funcionalidade em um dispositivo.

p Xia Hong e seus colegas começaram com uma fatia atomicamente fina de dissulfeto de molibdênio, ou MoS2, um composto químico cujas propriedades semicondutoras se assemelham às do silício favorito da indústria. Eles então cobriram o MoS2 com um polímero com ferroeletricidade - a capacidade de reverter o alinhamento de suas cargas positivas e negativas separadas, ou polarização, aplicando um campo elétrico a ele.

p Os pesquisadores descobriram que podiam reconfigurar radicalmente o comportamento eletrônico do MoS2 aplicando seletivamente a voltagem ao polímero para ditar a direção de sua polarização.

p Quando a equipe de Hong alinhou as cargas positivas ou negativas do polímero em direção ou longe da camada de MoS2, a corrente elétrica deste último fluía livremente em ambas as direções e correspondia à quantidade de voltagem aplicada. Nesse estado, o MoS2 desempenhou o papel de transistor, um componente de assinatura de processamento digital que libera e suprime a corrente elétrica para falar a linguagem binária de 1s e 0s.

p Mas quando a equipe polarizou o polímero de uma maneira diferente - criando dois domínios de polarizações orientadas verticalmente, mas alinhadas de forma oposta - o MoS2 subjacente adotou uma nova identidade. Em vez de atuar como um transistor, o MoS2 se tornou um diodo, permitindo que a corrente flua em uma direção, mas resistindo ao seu movimento na outra, quando submetida a polaridades diferentes, mas com a mesma quantidade de voltagem.

p Entre seus muitos propósitos, diodos convertem o fluxo bidirecional de corrente alternada - usado para alimentar casas e outras estruturas - na transmissão unilateral de corrente contínua que alimenta praticamente qualquer tecnologia que contenha uma bateria. Eles também residem no coração de muitos dispositivos alimentados e produtores de luz, de células solares a displays de LED.

p O MoS2 manteve seus estados de transistor e diodo mesmo quando a tensão foi removida, Hong disse. Essa qualidade, combinado com os requisitos de baixa tensão da técnica e escala nanoscópica, levou-a a descrevê-lo como "muito promissor" para aplicações tecnológicas de baixa potência. As propriedades mecânicas do supercondutor da espessura de um átomo e do polímero ferroelétrico, ela disse, poderia ser especialmente adequado para o tipo de eletrônica flexível encontrada na tecnologia vestível.

p "Este não é apenas um aprimoramento de desempenho, "disse Hong, professor associado de física e astronomia. "Trata-se realmente de criar um novo tipo de dispositivo multifuncional."

p Hong disse que a reversibilidade da abordagem pode torná-la preferível ao processo de tratamento de semicondutores conhecido como doping, uma técnica de base química que efetivamente bloqueia um projeto de semicondutor em uma função ou outra.

p "O bom dessa abordagem é que não estamos mudando nada quimicamente, "Hong disse." O que estamos fazendo aqui é reprogramar a função eletricamente.

p Tendo demonstrado a nova técnica com um polímero ferroelétrico, Hong e seus colegas agora estão explorando o uso de compostos conhecidos como óxidos, que suportam melhor o calor produzido por muitos eletrônicos.

p A equipe de Hong detalhou sua nova técnica no jornal Cartas de revisão física .