Novo transístor funciona com vórtices magnéticos e não com elétrons

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/08/2005

O transístor é o componente básico de toda a eletrônica. De modo geral, ele consiste em um sanduíche de camadas semicondutoras, as chamadas camadas p e n, uma rica em elétrons e outra com excesso de lacunas, ou ausência de elétrons. O funcionamento do transístor baseia-se exatamente no fluxo desses elétrons entre as duas regiões.

Agora o pesquisador Farshid Raissi, da Universidade de Tecnologia KNToosi, no Irã, conseguiu criar um novo tipo de transístor, que funciona não com base no movimento de elétrons, mas em um fluxo controlável de pequenos vórtices magnéticos - os sólitons. Sólitons são pulsos de energia que, mesmo viajando ao longo de um meio, não perdem sua força e nem o seu formato.

O transístor de sólitons é baseado em uma junção Josephson, ela própria um sanduíche de duas camadas supercondutoras, separadas por uma fina película de material isolante.

Os vórtices viajam à velocidade da luz, o que os torna muito mais rápidos do que os elétrons nos transístores convencionais. Isso poderá permitir a construção de componentes eletrônicos muito mais rápidos do que os atuais.

O protótipo do transístor de sólitons tem 800 micra de comprimento. Um pequeno campo magnético aplicado à junção Josephson cria os sólitons; uma corrente de curta duração, também aplicada à junção, coloca os vórtices em movimento. Utilizando esse mecanismo, o pesquisador conseguiu controlar um fluxo de sólitons, utilizando uma série de outros sólitons.

Os sólitons podem ser utilizados nesta forma controlada graças à utilização de anti-sólitons - sólitons consistindo de vórtices formados com uma orientação magnética contrária. Com isto é possível ligar e desligar o componente, justamente o comportamento básico de um transístor.

O protótipo funciona a uma velocidade de 8 GHz, mas o Dr. Raissi afirma que ele pode chegar facilmente aos 200 GHz. Ele acredita também que será relativamente simples diminuir o tamanho do transístor de sólitons e até mesmo viabilizar sua produção em massa.

O transístor de sólitons foi apresentado em um artigo na revista Applied Physics Letters.