Transístor de tunelamento opera a 0,5 V para entrar no corpo humano

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/12/2013

Uma composição precisa de materiais permitiu construir uma "barreira de energia" que é praticamente igual a zero.
[Imagem: Suman Datta/Penn State]

Os transistores de tunelamento, ou transistores de efeito túnel (TFET), prometem ser a solução que permitirá a criação de dispositivos de baixíssimo consumo de energia - marcapassos que duram a vida toda e a computação ultramóvel, ou de vestir, entre outros.

Esses componentes semicondutores usam o tunelamento quântico dos elétrons através de uma barreira ultrafina, permitindo a transferência de correntes elevadas com uma tensão muito baixa.

A tecnologia atual, chamada CMOS, é baseada nos transistores de efeito de campo (FET), onde um fluxo de elétrons ativa ou desativa o transístor.

Usando o fenômeno do tunelamento quântico, uma partícula - o elétron - consegue atravessar uma barreira física, o que permite usar muito menos energia.

O principal desafio para a tecnologia CMOS atual é que, conforme o tamanho dos transistores diminui, a potência necessária para operá-los não diminui proporcionalmente.

Transístor vertical

Bijesh Rajamohanan e seus colegas da Universidade da Pensilvânia, nos EUA, demonstraram ser possível construir um transístor de efeito túnel eficiente mudando a forma como o componente é montado.

Em vez de montar todos os contatos no mesmo plano, eles os colocaram na parte superior de um transístor que é essencialmente vertical.

Mas o mais importante foi o ajuste do material utilizado, uma composição de arseneto de gálio e índio e molibdênio.

A luz no fim do túnel vem dos transistores de molibdenita

Esses materiais permitiram construir uma barreira de energia que é praticamente zero, o que permite que os elétrons tunelem através da barreira sempre que necessário - empurrados por apenas 0,5 volt.

"Nós demonstramos a capacidade de operação em alta frequência, o que é útil para aplicações onde a questão da energia é fundamental, como o processamento e transmissão de informações em aparelhos implantados dentro do corpo humano," disse Rajamohanan.