Eletrônica

Cientistas criam novo componente que poderá substituir o transistor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/02/2005

A HP anunciou que seus pesquisadores criaram uma tecnologia que poderá substituir os transistores como elemento básico para a construção de equipamentos eletrônicos. O transistor é uma das maiores invenções humanas de todos os tempos, sendo o responsável por toda a revolução da eletrônica, das comunicações e dos computadores a partir da metade do século passado.

No componente eletrônico

Em um artigo publicado no periódico científico Journal of Applied Physics, três cientistas da empresa apresentaram seu experimento batizado de "crossbar latch," capaz de fazer a inversão e a restauração de um sinal - necessário para o funcionamento de circuitos eletrônicos e de computação - sem a necessidade de transistores. A tecnologia poderá resultar em computadores milhares de vezes mais poderosos do que os que existem hoje.

O "latch" (trava, trinco) é um componente conhecido dos engenheiros eletrônicos, que serve para armazenar um bit de informação e passá-lo adiante. O termo normalmente não é traduzido para o português. A pesquisa agora divulgada cria um novo tipo de latch, chamado de latch em barra ou latch transversal, que se acredita poder ser um longamente sonhado memristor, um quarto componente eletrônico fundamental.

Computador em escala molecular

"Nós estamos reinventando o computador em escala molecular," afirmou Stan Williams, um dos autores do artigo. "O 'crossbar latch' representa um elemento chave necessário para a construção de um computador utilizando componentes em escala nanométrica que são relativamente baratos e fáceis de serem construídos."

A experiência pode ser considerada a primeira a disponibilizar componentes eletrônicos em nanoescala capazes de efetivamente substituir a tecnologia do silício. Além de explorar os princípios fundamentais da computação em nível molecular, os cientistas da HP também estão analisando as questões de arquitetura e pesquisando como esses componentes minúsculos poderão vir a ser fabricados economicamente e em larga escala.

Substituto do transístor?

O "crossbar latch" consiste de um fio simples no papel de linha de sinal, cruzado por duas linhas de controle, tendo nas interseções uma junção em escala molecular chaveável eletricamente. Aplicando-se uma seqüência de impulsos elétricos nas linhas de controle e utilizando as chaves orientadas em polaridades opostas, o "latch" pode executar a operação NOT, que, junto com as operações AND e OR, formam a lógica primária de um circuito, sendo essenciais para a computação em geral. Além disso, ele pode restaurar o nível lógico em um circuito para sua voltagem ideal, o que permite que se encadeiem várias portas simples para se efetuar cálculos.

Os circuitos semicondutores atuais necessitam de transistores de três terminais para efetuar a operação NOT e restaurar os sinais. A Lei de Moore, que determina que a quantidade de transistores em um chip dobra a cada 18 meses, tem dado vida longa a esse componente eletrônico tão importante. Mas não se sabe até quando será possível manter esse processo de encolhimento.

"Os transistores continuarão a ser utilizados por anos nos circuitos convencionais de silício," afirmou Phil Kuekes, outro participante da pesquisa. "Mas [nosso latch] poderá vir a substituir os transistores nos computadores, da mesma forma que os transistores substituíram as válvulas e as válvulas haviam substituído os relés eletromagnéticos antes delas."

Memória

Kuekes havia recebido uma patente para a idéia do "crossbar latch" (U.S. 6,586,965) em Julho de 2003. Agora, no artigo "The crossbar latch: Logic value storage, restoration and inversion in crossbar circuits," os pesquisadores demonstraram que a tecnologia realmente funciona. O trabalho tem também a participação de Duncan R. Stewart, que foi o responsável pelos experimentos práticos.

"Nós havíamos demonstrado anteriormente que poderíamos fazer uma memória funcional utilizando junções em escala molecular e componentes lógicos, que poderia efetuar operações lógicas simples, como AND e OR," afirma Stewart. "Com o 'crossbar latch', nós agora temos o componente final teoricamente necessário para efetuar os múltiplos passos de processamento necessário para efetuar computação útil em nanoescala."