Circuitos lógicos com nanotubos de carbono

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/03/2002

[Imagem: Universidade de Delft]

A nanotecnologia aproximou-se muito de oferecer uma solução definitiva para a miniaturização de chips de computadores. Embora já se fale de transistores de um único átomo, uma pesquisa da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda apresenta soluções práticas e muito próximas da utilização real.

A miniaturização dos circuitos eletrônicos aproxima-se rapidamente de barreiras práticas, à medida em que as técnicas tradicionais de litografia não conseguem avançar no mesmo ritmo que até hoje tem proporcionado vida longa à Lei de Moore. A saída parece ser inverter o enfoque, passando-se a construir o circuito a partir de partículas básicas.

A equipe chefiada pelo Dr. Cees Dekker, conseguiu construir unidades básicas de processamento, as chamadas portas lógicas, a partir de nanotubos de carbono. Nanotubos de carbono são "canudos" de carbono, formados, em termos simples, ao se "enrolar" folhas de carbono de um nanometro de espessura. Os nanotubos já foram utilizados anteriormente na construção de diodos e de transistores de efeito de campo (FET). Um FET pode ser construído a partir de um nanotubo conectando-se eletrodos a ele, que fazem os papéis de base, emissor e coletor.

O que a equipe do Dr. Dekker fez foi juntar diversos desses FET em um único chip, formando diferentes circuitos lógicos. Um inversor pode ser construído com um único FET e uma grande resistência. Ele converte uma alta voltagem para uma baixa voltagem; em termos lógicos, ele converte um "um" para um "zero". Adicionando-se outro FET em paralelo, foi construída uma porta NOR. Uma porta NOR necessita de duas entradas "zero" para gerar uma saída "um" ou duas entradas "um" para gerar um "zero".

Qualquer uma das portas lógicas básicas, AND, OR, NAND NOR, que são as unidades básicas de qualquer chip, podem ser criadas utilizando-se diferentes combinações desses FET. A equipe também criou uma memória RAM estática e um oscilador que gera um sinal senoidal (AC). Os dispositivos têm um fator de ganho de 10.

Apesar dos progressos, a equipe lembra que ainda há desafios a vencer, tal como a dificuldade em se depositar precisamente os nanotubos sobre o silício. Mas técnicas já em desenvolvimento, como o crescimento direto dos nanotubos no silício, poderão resolver o problema.