Transistores agora podem processar e armazenar informações

A nova técnica cria transistores que podem simultaneamente gravar e processar informações. [Imagem: Purdue University/Vincent Walter]

Transístor que armazena e processa

Engenheiros podem ter descoberto um verdadeiro "ovo de Colombo" da eletrônica: como fazer com que os transistores possa processar e armazenar informações ao mesmo tempo.

Os computadores atuais processam os dados e armazenam os dados usando componentes diferentes: Transistores no processador, no primeiro caso, e transistores na memória, no segundo caso.

Agora, Mengwei Si e colegas da Universidade Purdue, nos EUA, conseguiram fazer com que cada uma de milhões dessas minúsculas chaves elétricas possam simultaneamente processar e armazenar as informações.

E a técnica resolve ainda um outro problema: Ela combina um transistor com uma tecnologia de memória de melhor desempenho, a RAM ferroelétrica.

Os pesquisadores tentam há décadas integrar essas duas tecnologias, mas ocorrem problemas na interface entre o material ferroelétrico e o silício, o material semicondutor que compõe os transistores. Por isso, as memórias RAM ferroelétricas usadas hoje funcionam como uma unidade separada no chip, limitando seu potencial para tornar a computação mais eficiente.

Estrutura do FeSFET, um transístor de efeito de campo semicondutor ferroelétrico. [Imagem: Mengwei Si et al. - 10.1038/s41928-019-0338-7]

FET semicondutor e ferroelétrico

A solução foi encontrada na junção das propriedades ferroelétricas e semicondutoras em um único material.

"Nós usamos um semicondutor que possui propriedades ferroelétricas. Dessa forma, dois materiais se tornam um material só e você não precisa se preocupar com os problemas de interface," disse o professor Peide Ye.

O resultado é chamado "transístor de efeito de campo semicondutor ferroelétrico" (FeSFET), e é construído da mesma maneira que os transistores atualmente usados nos chips de computador.

O material, chamado seleneto de índio alfa, não apenas possui propriedades ferroelétricas, como também é um semicondutor com um "intervalo de banda" (bandgap) estreito, permitindo a realização de cálculos computacionais, além do tradicional armazenamento de um bit não volátil.

O próximo passo será testar o novo material e a nova arquitetura de processamento/armazenamento em dispositivos lógicos maiores, mais próximos da utilização prática.

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