Componente tudo em um dá vislumbre da eletrônica pós-silício

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/02/2013

A base de funcionamento do novo componente é um efeito quântico conhecido como tunelamento.
[Imagem: Y. W. Yin et al./Nature Materials]

Além do silício

As pesquisas mais recentes na eletrônica estão mostrando que o caminho para manter o ritmo de inovação na indústria passa por semicondutores diferentes do silício.

O germânio, por exemplo, permite fabricar transistores quatro vezes mais rápidos do que os atuais, enquanto ligas mais exóticas estão sendo usadas na criação de uma nova geração ainda mais avançada de transistores.

Isso sem falar nos processadores spintrônicos, que prometem juntar lógica e memória no mesmo componente, eventualmente atingindo o limite físico da eficiência.

O grande desafio tem sido fazer uma interface com esses componentes "além do silício".

Difícil, mas não impossível, como acaba de ser demonstrado pela equipe da Dra. Qi Li, da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos.

Multiferroico

O grupo conseguiu fabricar um componente que é simultaneamente uma junção eletrônica e magnética, abrindo caminho não apenas para a spintrônica e para componentes que mesclem lógica e memória, mas também para memórias que possam guardar mais do que dois bits.

As junções magnéticas, formadas por duas camadas metálicas magnéticas separadas por uma pequena barreira isolante, têm sido usadas na construção das memórias magnéticas, ou MRAM, que não perdem dados na falta de energia.

Enquanto isso, outro grupo apresentou recentemente um componente capaz de guardar bits com quatro estados diferentes - 0, 1, 2 e 3.

Componente tudo em um

Mas a Dra Li queria algo mais versátil.

"Nosso objetivo era criar um componente multifuncional e mais eficiente, adicionando o que chamamos de uma interface ferroelétrico-magnética - uma camada ferroelétrica substituindo a barreira isolante, e uma camada de interface especial, com menos de um nanômetro de espessura, que faz o componente alternar de metálico para isolante, assim como de ferromagnético para antiferromagnético, em resposta à polarização negativa ou positiva da barreira," explicou ela.

O componente virtualmente "tudo em um" apresentou uma melhoria no chaveamento binário de 10.000%, o que significa que os valores dos bits gravados são muito mais fortes, evitando perdas por interferência, por sua vez permitindo um maior adensamento dos componentes.

Como a interface combina propriedades magnéticas e ferroelétricas acopladas entre si, o sistema poderá ser adaptado para guardar mais do que dois valores por bit, criando memórias quaternárias, em vez de binárias - dados que não serão perdidos na ausência de energia.

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