Onde eletrônica, spintrônica e computação quântica se encontram

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/06/2011

Nanocomponentes constroem-se sozinhos por automontagem. As moléculas magnéticas (verde) unem-se a um nanotubo de carbono (preto) para formar um componente eletrônico molecular.
[Imagem: C. Grupe/KIT]

Da miniaturização à automontagem

A miniaturização dos componentes eletrônicos está chegando a um nível que está se tornando difícil construir ferramentas para fabricá-los.

Como essa tendência não mostra sinais de reversão, o problema seguirá na contramão das dimensões dos componentes: quanto menores os componentes, maiores serão as dificuldades.

É por isto que os cientistas estão apostando na chamada automontagem: processos por meio dos quais os próprios componentes constroem a si próprios por meio de reações moleculares.

Um exemplo notável dessa abordagem acaba de ser demonstrado por cientistas do Instituto Karlsruhe de Tecnologia, na Alemanha, que criaram uma rota sintética que imita um processo da natureza para controlar moléculas magnéticas individuais.

Além de produzir componentes úteis para a tecnologia eletrônica atual, ao lidar com a dimensão das moléculas os pesquisadores superam fronteiras para áreas ainda pouco exploradas, como a Spintrônica e a computação quântica, onde as leis da física clássica dão lugar às muitas vezes esquisitas leis da mecânica quântica.

Componente orgânico

Mario Ruben e seus colegas aplicaram adesivos sintéticos a moléculas magnéticas de tal forma que estas grudaram sozinhas nas posições corretas de um nanotubo de carbono, sem qualquer intervenção por parte dos cientistas.

Na natureza, as folhas crescem através de um processo de auto-organização similar.

As moléculas magnéticas grudaram sozinhas nas posições corretas de um nanotubo de carbono, sem qualquer intervenção por parte dos cientistas.
[Imagem: C. Grupe/KIT]

A adoção desse princípio - o biomimetismo - para a fabricação de componentes eletrônicos representa uma verdadeira mudança de paradigma em relação à técnica tradicional de fabricação de semicondutores, baseada na fotolitografia.

Ao contrário dos componentes eletrônicos convencionais, o novo componente molecular não é feito com materiais como metais, ligas ou óxidos, mas inteiramente dos chamados materiais moles, tais como os nanotubos de carbono e moléculas - que fundamentam uma nova área de pesquisas, conhecida como eletrônica orgânica.

Integração final

O térbio é o único átomo de metal usado no dispositivo. Contudo, mesmo esse metal magnético está incorporado no material orgânico, como parte da molécula.

O térbio é altamente sensível a campos magnéticos externos. A informação sobre a maneira como esse átomo se alinha ao longo de tais campos magnéticos é transferida para a corrente que flui através do nanotubo, onde pode ser medida.

Essa possibilidade de interagir eletricamente com moléculas magnéticas individuais abre um mundo completamente novo para a spintrônica, onde memória, lógica e, possivelmente, a lógica quântica, podem ser integradas.

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