Transístor de grafeno se auto-resfria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/04/2011

A ponta de um microscópio de força atômica revelou um forte efeito de auto-resfriamento no contato entre o grafeno e os eletrodos metálicos que formam um transístor de grafeno. Nesta ilustração, a cor representa os dados da temperatura.
[Imagem: Alex Jerez]

Transistores de grafeno apresentam um efeito de resfriamento em nanoescala que reduz sua própria temperatura durante seu funcionamento.

A descoberta aumenta as perspectivas promissoras do grafeno que, além de componentes eletrônicos ultra-rápidos, agora promete também chips que resfriem a si próprios.

Eletrônica termoelétrica

A velocidade e o tamanho dos chips e processadores são limitados pelo calor que eles dissipam - todos os componentes eletrônicos dissipam calor gerado pelo fluxo de elétrons que os fazem funcionar.

William King e Eric Pop, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, descobriram que o grafeno possui um efeito termoelétrico que supera o aquecimento gerado pelo fluxo de elétrons que o atravessa.

Os chips atuais usam mecanismos externos - dissipadores e exaustores - para retirar seu calor.

Mas um efeito termoelétrico forte o suficiente pode fazer isso internamente, retirando o calor no local, ou nas imediações, onde ele é gerado.

Materiais termoelétricos convertem diretamente a eletricidade em diferenciais de temperatura - um fenômeno conhecido como efeito Peltier.

Resfriamento termoelétrico

Os pesquisadores usaram a ponta de um microscópio de força atômica como termômetro para medir a temperatura em um transístor de grafeno.

As medições revelaram o fenômeno da termoeletricidade com uma intensidade inesperada nos pontos de contato entre o grafeno e os eletrodos metálicos.

O efeito de resfriamento termoelétrico é maior nos contatos metal-grafeno do que o aquecimento resistivo, baixando efetivamente a temperatura do transístor.

"No silício e na maioria dos materiais, o aquecimento eletrônico é muito maior do que o auto-resfriamento," diz King. "Contudo, nós descobrimos que, nos transistores de grafeno, há regiões onde o resfriamento termoelétrico pode ser maior do que o aquecimento resistivo, o que permite que esses componentes resfriem a si próprios."

Esse efeito de auto-resfriamento significa que a eletrônica à base de grafeno poderá simplesmente dispensar os famosos "coolers" - ou exigir exaustores bem menores do que os usados hoje.

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