Nanoeletronica aposta em metais nos transistoresInovacao Tecnologica - 27/06/2013Os transistores ambipolares permitem realizar o sonho dos circuitos eletronicos reconfiguraveis em tempo de execucao. [Imagem: Adaptado de M. De Marchi et al./IEEE IEDM 2012]Transistores reconfiguraveisOs circuitos integrados - ou chips, dos quais os processadores de computador sao os representantes mais avancados e mais conhecidos - sao feitos de componentes chamados transistores, que estao se tornando cada vez menores.Tipicamente os transistores tem tres "pernas", ou eletrodos - um emissor, um coletor e uma base, sendo que a tensao aplicada a um deles controla a corrente eletrica que flui entre os outros dois.Mais recentemente os cientistas tem tentado fazer transistores de apenas duas pernas, usando nanofios.Michele de Marchi e seus colegas da Escola Politecnica Federal de Lausanne, na Suica, adotaram o sentido oposto, demonstrando que ha muitas vantagens em fabricar transistores com uma maior quantidade de terminais - ainda que seja juntando varios nanofios.Isso nao apenas permite trabalhar com cargas positivas e negativas - explorando uma propriedade conhecida como ambipolaridade - como tambem executar operacoes logicas mais complexas.Usando eletrodos metalicos no componente semicondutor, o transistor ambipolar torna-se hibrido - nao precisando ser ou do tipo N (negativo) ou do tipo P (positivo).O tipo de carga transportado pelo transistor - eletrons ou lacunas - pode ser selecionado em tempo de execucao, abrindo caminho para a criacao de chips totalmente reconfiguraveis, que podem se tornar mais eficientes na execucao de diferentes tipos de tarefas.A monocamada a base de tungstenio e similar ao grafeno, mas com vantagens importantes para a eletronica. [Imagem: Peter Allen/UCSB]Transistor de tungstenioUma equipe das universidades norte-americanas de Santa Barbara e Notre Dame seguiu a linha de buscar nao novas configuracoes para os semicondutores tradicionais, mas novos materiais para fabricar transistores.Esse caminho tem sido liderado mais recentemente pela molibdenita, um material barato e que tem-se mostrado superior ao silicio em varios quesitos.Mas Wei Liu e seus colegas, assim como o grupo suico, estao explorando os efeitos da introducao de metais na composicao dos transistores.Para isso, eles usaram um composto chamado disseleneto de tungstenio (WSe2), o mesmo metal usado nos filamentos das lampadas incandescentes.Esta e a primeira demonstracao pratica de um transistor de efeito de campo (FET) do tipo N feito com esse tipo de material, que e uma estrutura atomica bidimensional, similar ao grafeno.Contudo, o WSe2 tem uma grande vantagem em relacao ao grafeno: ele possui uma bandgap natural de 1,6 eletron-volt, uma caracteristica essencial para a construcao de componentes eletronicos, e que precisa ser introduzida artificialmente no grafeno por meio da introducao de outros elementos.Os dois estudos mostram como a nanoeletronica esta tentando avancar para superar o fim da linha da miniaturizacao da qual os transistores tradicionais de silicio dopado estao se aproximando.Qual abordagem vencera sera tanto uma questao da eficiencia obtida por cada componente, quanto da facilidade de transformar os experimentos de laboratorio em processos industriais.Bibliografia:Controlling the Polarity of Silicon Nanowire TransistorsThomas ErnstScienceVol.: 340 no. 6139 pp. 1414-1415DOI: 10.1126/science.1238630Role of Metal Contacts in Designing High-Performance Monolayer n-Type WSe2 Field Effect TransistorsWei Liu, Jiahao Kang, Deblina Sarkar, Yasin Khatami, Debdeep Jena, Kaustav BanerjeeNano LettersVol.: