Cientistas desenvolvem método para produção de transistores com precisão atômica

Transistores compostos por grupos de átomos ou de átomos únicos tem potencial para ser a base da próxima geração de computadores, com memória e poder de processamento sem precedentes. Mas para que isso seja possível, é preciso definir um método que permita produzir cópias desses componentes reconhecidamente difíceis de fabricar.

Um método para produzir os dispositivos em escala atômica foi desenvolvido por pesquisadores do National Institute of Standards and Technology (NIST) e da University of Maryland. A equipe do instituto foi a segunda no mundo a produzir um transistor e a primeira a fabricar transistores de elétron único com controle em escala atômica sobre a geometria do dispositivo.

Quando as lacunas são extremamente pequenas, como nos transistores em miniatura, é importante o tunelamento quântico. Porque no caso desses dispositivos os elétrons não teriam energia suficiente para transpor a barreira elétrica nos transistores sendo, portanto, um processo proibido pela física clássica.

Assim, o controle preciso do tunelamento quântico é essencial por possibilitar que os transistores fiquem emaranhados ou interligados de maneira possível apenas pela mecânica quântica. Esse controle também cria a possibilidade de criar qubits.

Os cientistas demonstraram que poderiam ajustar com precisão a taxa com a qual elétrons individuais fluem através de uma barreira elétrica em seus transistores.

Para criar os transistores foi usada uma técnica na qual um chip de silício é coberto com camada de átomos de hidrogênio que se liga ao silício. Depois um microscópio de tunelamento com varredura remove alguns desse átomos de lugares selecionados. O hidrogênio não removido atua como uma barreira quando fosfina é adicionada à superfície de silício. As moléculas do gás se ligam apenas aos locais onde o hidrogênio foi removido.

Depois disso, a superfície é aquecida fazendo com que a fosfina libere hidrogênio e assim os átomos de fósforo restantes ficam embutidos na superfície. Com mais processos os átomos de fósforos criam a base para uma série de dispositivos altamente estáveis de átomo único ou poucos átomos, que têm potencial para servir como qubits.

Selar os átomos de fósforo com camadas de silício e fazer contato elétrico com átomos embutidos foram, aparentemente, passos essenciais para fazer, com confiança, cópias de dispositivos atomicamente precisos. A equipe depositou as primeiras camadas de silício em temperatura ambiente, aplicando calor apenas quando as camadas subsequentes foram depositadas. Isso permitiu que os átomos de fósforo não saíssem do lugar.

Silver Richard, um dos pesquisadores envolvidos, falou que um único átomo fora do lugar pode alterar propriedades dos componentes elétricos que caracterizam pequenos grupos de átomos ou átomos únicos.

Por fim, uma camada de paládio aplicada a regiões específicas foi aquecida e reagiu com o silício formando uma liga condutora. Essa nova técnica foi criada pela equipe para fazer contato elétrico com os átomos em camadas internas, uma vez que o material aquecido penetrou o silício e fez contato com os átomos de fósforo.

Como a produção de transistores de átomo único é bastante complexa, Richter considera que a exposição dos procedimentos adotados pelos cientistas permite que outras equipes sigam esse caminho sem precisar proceder por tentativa e erro.

COMPARTILHAR

DEIXE UM COMENTÁRIO:

Estudo indica razão bizarra para a existência de barba nos homens

Humanos são bastante diferentes dos outros grandes primatas no que se refere ao pelo corporal: de forma geral temos bem menos que eles, especialmente as mulheres. Os homens, por outro lado, conseguem produzir uma barba longa, …

EUA querem fechar brecha em regra que bloqueia fornecimento de chips para Huawei

Reguladores dos EUA querem fechar uma brecha na nova regra que bloqueia o fornecimento global de chips para a Huawei. Recentemente, a fabricante chinesa também teve a sua presença prorrogada por mais um ano na …

Objetos escondidos por prisioneiros são descobertos em Auschwitz

Talheres e outros itens encontrados num duto de chaminé de um dos blocos daquele que foi o maior campo de extermínio nazista podem revelar detalhes sobre a vida no local, onde mais de um milhão …

Troca de ministros é exemplo de 'simplificação da política' de Bolsonaro

Constantes mudanças de ministro feitas por Jair Bolsonaro têm "impacto político importante", mas "simplificação da política" praticada pelo presidente o "mantém no cargo", disse sociólogo à Sputnik Brasil. Para Dario Sousa e Silva, professor da Universidade …

Pinguins fazem tour exclusivo em museu fechado por causa do coronavírus

Por todo o mundo a pandemia do novo coronavírus e a quarentena fecharam as portas dos museus, deixando as obras de arte solitárias nos corredores esvaziados das instituições, que já há meses não recebem visitantes. Enquanto …

Esse pode ser o único sintoma de Covid-19 em alguns pacientes

De acordo com publicação da Universidade de Utah, o coronavírus pode causar conjuntivite em casos raros e não parece ser o único sintoma de Covid-19, sendo acompanhada de febre, tosse e falta de ar. Mas …

Spotify reforça ambição de expandir para além do streaming de música

O Spotify teve uma alta em suas ações nessa terça-feira (19), depois de anunciar que terá, com exclusividade, um dos maiores podcasters do mundo na sua plataforma. "The Joe Rogan Experience", um podcast no estilo …

Israel é alvo de ciberataques generalizados

Vários websites de Israel foram atingidos nesta quinta-feira (21) por um ataque cibernético coordenado, com suas páginas principais sendo substituídas por imagens da capital, Tel Aviv, e de outras cidades israelenses em chamas. De acordo com …

Para imprensa europeia, cloroquina se tornou "arma política" no Brasil

A imprensa europeia demonstra surpresa e preocupação com a decisão do governo brasileiro de ampliar o uso da cloroquina e da hidroxicloroquina para o tratamento de doentes com sintomas leves do coronavírus no SUS. Sites de …

STF libera vídeo de reunião com Moro e Bolsonaro

O ministro Celso de Mello do Supremo Tribunal Federal (STF) decidiu liberar nesta sexta-feira (22/05) a íntegra do vídeo da reunião ministerial do dia 22 de abril mencionada pelo ex-ministro da Justiça Sergio Moro, logo …