p Na indústria de semicondutores, existe atualmente uma estratégia principal para melhorar a velocidade e eficiência dos dispositivos:reduzir as dimensões do dispositivo para caber mais transistores em um chip de computador, de acordo com a lei de Moore. Contudo, o número de transistores em um chip de computador não pode aumentar exponencialmente para sempre, e isso está motivando os pesquisadores a buscar outras maneiras de melhorar as tecnologias de semicondutores. p Em um novo estudo publicado em Nanotecnologia , uma equipe de pesquisadores do SUNY-Polytechnic Institute em Albany, Nova york, sugeriu que a combinação de várias funções em um único dispositivo semicondutor pode melhorar a funcionalidade do dispositivo e reduzir a complexidade de fabricação, fornecendo assim uma alternativa para reduzir as dimensões do dispositivo como o único método para melhorar a funcionalidade.

p Para demonstrar, os pesquisadores projetaram e fabricaram um dispositivo reconfigurável que pode se transformar em três dispositivos semicondutores fundamentais:um diodo p-n (que funciona como um retificador, para converter corrente alternada em corrente contínua), um MOSFET (para comutação), e um transistor de junção bipolar (ou BJT, para amplificação atual).

p "Somos capazes de demonstrar os três dispositivos semicondutores mais importantes (diodo p-n, MOSFET, e BJT) usando um único dispositivo reconfigurável, "disse o co-autor Ji Ung Lee do SUNY-Polytechnic Institute Phys.org . "Embora esses dispositivos possam ser fabricados individualmente em instalações modernas de fabricação de semicondutores, muitas vezes exigindo esquemas de integração complexos se eles forem combinados, podemos formar um único dispositivo que pode realizar as funções de todos os três dispositivos. "

p O dispositivo multifuncional é feito de disseleneto de tungstênio bidimensional (WSe ₂ ), um semicondutor dichalcogeneto de metal de transição recentemente descoberto. Esta classe de materiais é promissora para aplicações eletrônicas porque o bandgap é ajustável pelo controle da espessura, e é um bandgap direto em forma de camada única. O bandgap é uma das vantagens dos dichalcogenetos de metais de transição 2D sobre o grafeno, que tem zero bandgap.

p Para integrar várias funções em um único dispositivo, os pesquisadores desenvolveram uma nova técnica de dopagem. Desde WSe ₂ é um material tão novo, até agora faltaram técnicas de dopagem. Por meio do doping, os pesquisadores puderam perceber propriedades como a condução ambipolar, que é a capacidade de conduzir elétrons e lacunas sob diferentes condições. A técnica de dopagem também significa que todas as três funcionalidades são dispositivos condutores de superfície, que oferece um único, maneira direta de avaliar seu desempenho.

p "Em vez de usar técnicas tradicionais de fabricação de semicondutores que só podem formar dispositivos fixos, usamos portões para drogar, "Disse Lee." Essas portas podem mudar dinamicamente quais portadores (elétrons ou buracos) fluem através do semicondutor. Essa capacidade de alteração permite que o dispositivo reconfigurável execute várias funções.

p "Além de implementar esses dispositivos, o dispositivo reconfigurável pode potencialmente implementar certas funções lógicas de forma mais compacta e eficiente. Isso ocorre porque adicionar portas, como temos feito, pode salvar a área geral e permitir uma computação mais eficiente. "

p No futuro, os pesquisadores planejam investigar melhor as aplicações desses dispositivos multifuncionais.

p "Esperamos construir circuitos de computador complexos com menos elementos de dispositivo do que aqueles que usam o atual processo de fabricação de semicondutores, "Disse Lee." Isso vai demonstrar a escalabilidade de nosso dispositivo para a era pós-CMOS. " p © 2017 Phys.org