Cientistas criam transistor emissor de luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/01/2004

Emissão variável de luz

Os professores Nick Holonyak Jr. e Milton Feng, da Universidade de Illinois (Estados Unidos) criaram um transistor emissor de luz que poderá tornar esse elemento chave da eletrônica também a base para optoeletrônica. Hoje, a emissão de luz é feita a partir de diodos, os conhecidos LEDs. Os cientistas relataram sua descoberta no último número da revista científica Applied Physics Letters.

"Nós demonstramos a emissão de luz a partir da camada base de um transistor bipolar de heterojunção, e mostramos que a intensidade da luz pode ser controlada variando-se a corrente de base," afirmou o Dr. Holonyak, a quem é atribuída a invenção do primeiro LED e do primeiro raio laser semicondutor a operar no espectro visível.

"Este trabalho ainda está em estágio inicial, de forma que ainda não é possível falar de todas as aplicações possíveis," continua ele. "Mas um transistor emissor de luz vislumbra um amplo leque de circuitos integrados e de processamento de sinais de alta velocidade que envolva tanto sinais elétricos quanto ópticos."

Porta de luz

Um transistor normalmente tem duas portas, uma para entrada e outra para saída. O novo transistor emissor de luz, por seu lado, tem três portas, uma entrada, uma saída elétrica e uma saída óptica. "Isto significa que nós podemos interconectar sinais elétricos e ópticos para mostrar em uma tela ou para comunicação," explica o Dr. Feng. O Dr. Feng é criador do mais rápido transistor bipolar do mundo, que opera a 509 gigahertz.

Ao contrário dos transistores normais, que são feitos de silício e germânio, o novo transistor emissor de luz é feita de fosfeto de gálio-índio e de arseneto de gálio.

Um transistor bipolar opera a partir de cargas negativas, os elétrons, e cargas positivas, as lacunas, que se recombinam rapidamente, excitadas por uma corrente de base, que é essencial para a operação do componente.

O que os cientistas descobriram é que o processo de recombinação no fosfeto de gálio-índio e no arseneto de gálio também cria fótons infravermelhos, que são exatamente a luz do novo transístor. Ou seja, a corrente de base, que até hoje era considerada um desperdício de energia, convertida em calor, no novo transístor agora construído pelos pesquisadores, transformou-se na fonte de luz, que pode ser modulada na velocidade do transístor.

TED - Transístor Emissor de Luz

Embora o processo de recombinação seja o mesmo que ocorre nos diodos emissores de luz (LEDs), os fótons no transístor emissor de luz são gerados com velocidades de operação muito mais altas. Isto permitiu que os pesquisadores demonstrassem a modulação de luz em fase com uma corrente de base em transistores operando a 1 Megahertz.

"Nestas velocidades, interconexões ópticas podem substituir a fiação elétrica entre componentes eletrônicos em uma placa de circuito impresso," afirma o Dr. Feng. A descoberta pode representar o início de uma nova era na qual os fótons poderão ser direcionados ao longo de um chip da mesma forma que os elétrons são manobrados dentro dos atuais processadores.