Transístor de luz garante diferentes velocidades para cálculo e memória

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/01/2024

O novo transístor é ideal para o emergente campo da computação na memória.
[Imagem: Soham Saha et al. - 10.1038/s41467-023-41377-5]

Transistores de luz

Os processadores de computador praticamente chegaram ao limite de suas velocidades de clock - uma medida de quão rápido eles podem ser ligados e desligados - devido às limitações da comutação dos transistores eletrônicos.

O caminho mais promissor para continuar obtendo ganhos de velocidade está na comutação totalmente óptica, que utiliza luz em vez de eletricidade para controlar a forma como os dados são processados e armazenados em um chip.

É justamente isso o que faz um novo transístor totalmente óptico criado por Soham Saha e colegas do Laboratório Nacional Argônio, nos EUA, que criaram uma chave óptica com dois materiais diferentes, cada um com um tempo de comutação diferente.

Um dos materiais, o óxido de zinco dopado com alumínio, tem um tempo de comutação na faixa dos picossegundos, enquanto o outro material, o nitreto de titânio plasmônico, tem um tempo de comutação mais de cem vezes mais lento, na faixa de nanossegundos.

Essa diferença nos tempos de chaveamento entre os dois componentes metálicos significa que o transístor pode ser mais flexível e transmitir dados rapidamente, ao mesmo tempo em que os armazena de forma eficaz. Isso é bem diferente de todos os transistores ópticos construídos até agora, que têm tempo de chaveamento fixos.

"A natureza bimetálica do interruptor significa que ele pode ser usado para diversas finalidades, dependendo do comprimento de onda da luz que você usa," explicou Saha. "Quando você deseja funções mais lentas, como armazenamento de memória, você alterna com um material; para aplicações mais rápidas, você alterna com outro. Este recurso é novo."

Flexibilidade

Os dois materiais funcionam como absorvedores de luz ou como refletores, dependendo do comprimento de onda da luz com que estão sendo acionados - quando são ativados por um feixe de luz, eles mudam de estado.

Este novo componente é promissor para o desenvolvimento de transistores altamente adaptáveis e eficientes em áreas como comunicação aprimorada por fibra óptica, computação fotônica e ciência ultrarrápida.

A capacidade de ajustar as velocidades de comutação também nos coloca mais próximos de preencher a lacuna entre as comunicações ópticas e eletrônicas, permitindo uma conexão entre computadores e fibras ópticas sem a perda tradicional dos circuitos de conversão, chegando a uma transmissão de dados mais rápida e eficiente.

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