Eletrônica

Efeito quantum pode ser usado em nanocircuitos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/09/2001

No que representa outro passo rumo a uma nova era na computação, pesquisadores da IBM demonstraram um fenômeno que poderá ser usado para transmitir informação no interior de circuitos eletrônicos muito pequenos para acomodar fios. Pesquisas sobre o fenômeno, conhecido como "miragem quântica," encaixam-se no longo caminho rumo a dispositivos cada vez menores no campo da computação.

A busca de circuitos cada vez menores é um fator crucial por detrás da duplicação e reduplicação do poder de processamento. Mas cientistas dizem que os chips de silício tradicionais estão se aproximando de seu limite teórico, o que está forçando a uma busca de tecnologias em nanoescala. O pesquisador da IBM, Donald Eigler, estima que a caminhada rumo à miniaturização está se aproximando da marca dos 100 nanômetros -- ou seja, circuitos a uma escala de 100 bilionésimos de um metro, ou a largura de 500 átomos. "Quando se atinge a escala de 10 nanômetros ou menos, haverá circunstâncias onde você poderá começar a olhar para alternativas para a forma que você faz as coisas," disse ele.

A pesquisa conduzida por Eigler e seus colegas do Centro de Pesquisas de Almaden pode abrir o caminho rumo a algumas dessas alternativas. O último trabalho sobre miragem quântica, publicado na Revista Nature, aponta para um caminho fundamentalmente novo para se transportar informação em meio sólido. Os pesquisadores foram capazes de manipular átomos individuais de cobalto de forma que ondas elétricas introduzidas em um ponto foram localizadas e duplicadas em outro ponto -- tudo no interior um "curral quântico" de cerca de 20 nanômetros de largura. No futuro, Eigler disse, a técnica poderá permitir a criação de circuitos em escala nanométrica com dimensões de 10 a 100 átomos."

Como funciona

O curral foi uma elipse feita de várias dúzias de átomos de cobalto, posicionado sobre uma superfície de cobre. Estes átomos servem como um refletor para os elétrons do cobre, criando um padrão semelhante a ondas em um ambiente elíptico. Usando um microscópio especial, os pesquisadores colocaram um átomo de cobalto no centro da elipse -- e que interferiu no padrão de onda de uma forma característica. Aqui está o ponto crucial: a assinatura eletrônica da alteração apareceu não apenas onde estava o átomo de cobalto, mas também do outro lado da elipse; o efeito de átomo fantasma que realmente não estava lá.

O fenômeno pode ser comparado a estas salas que fazem eco: o som emitido em um ponto pode ser ouvido claramente em outro ponto. Mas neste caso, o curral quântico focaliza ondas electrônicas ao invés de ondas de som ou de luz. Pesquisadores notaram que "miragem" eletrônica tem cerca de um terço da intensidade do efeito ao redor do átomo real.

O que significa

"A técnica da miragem quântica permitiu-nos fazer algumas experiências científicas muito interessantes, tais como sondar remotamente átomos e moléculas, estudando as origens do magnetismo em nível atômico, e no final das contas, manipular elétrons individuais" disse Hari Manoharan, outro participante do estudo. "Mas nós precisamos fazer melhorias significativas antes que este método se torne útil em circuitos reais. Fazer cada elipse é atualmente extremamente demorado," Manoharan alertou.

Eigler concordou que currais quânticos não irão substituir circuitos impressos num futuro próximo: "Nós teremos um caminho muito longo pela frente desde a demonstração de um princípio até um produto, e não está claro se poderemos incluí-lo em nossos futuros produtos," ele disse. Mas ele disse que técnicas mais rápidas para produzir circuitos em nanoescala podem ser desenvolvidas como o passar dos anos.