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O transístor de potência superou os 8kV. [Imagem: University at Buffalo] Transístor de potência Se, de um lado, exige-se transistores capazes de funcionar com tensões elétricas cada vez menores, para consumir menos energia, do outro, aplicações de alta potência exigem transistores com esteroides, capazes de operar em tensões muito elevadas. A aplicação que mais se tem em vista neste segundo caso são os carros elétricos e aviões elétricos, mas mesmo veículos mais tradicionais, como locomotivas e navios, além de inúmeras aplicações industriais, estão exigindo cada vez mais da chamada "eletrônica de potência". "Para realmente impulsionar essas tecnologias para o futuro, precisamos de componentes eletrônicos de próxima geração, que possam lidar com maiores cargas de energia sem aumentar o tamanho dos sistemas eletrônicos de potência," disse Uttam Singisetti, da Universidade de Buffalo, nos EUA. Para atender a essas necessidades, Singesetti acaba de criar um transístor capaz de suportar nada menos do que 8.000 volts, o suficiente para torrar qualquer circuito eletrônico tradicional. Intervalo de banda dos semicondutores Para isso, ele conseguiu tirar proveito da largura do "intervalo de banda" (bandgap) do semicondutor óxido de gálio. O intervalo de banda mede quanta energia é necessária para colocar um elétron em um estado condutor. Os sistemas feitos com materiais com grande largura de banda podem ser mais finos, mais leves e controlam mais energia do que os sistemas feitos de materiais com larguras de banda mais baixas. O intervalo de banda do óxido de gálio é de cerca de 4,8 elétron-volts, o que o coloca entre um grupo de elite de materiais considerados com um intervalo de banda ultra-amplo. Para comparação, ele excede largamente o silício (1,1 elétron-volts), o material mais comum na eletrônica de potência, bem como seus possíveis substitutos, como o carboneto de silício (3,4 elétron-volts) e o nitreto de gálio (cerca de 3,3 elétron-volts). Passivação Uma inovação importante no novo transístor gira em torno da passivação, que é um processo químico que envolve o revestimento do componente para reduzir a reatividade química da sua superfície. Para isso, Singisetti adicionou uma camada de SU-8, um polímero à base de epóxi comumente usado em microeletrônica. Simulações feitas pela equipe sugerem que o transístor possui uma força de campo de mais de 10 milhões de volts (ou 10 megavolts) por centímetro - a intensidade do campo mede a força de uma onda eletromagnética em um determinado ponto e, eventualmente, determina o tamanho e o peso dos sistemas eletrônicos de potência. "Essas forças de campo simuladas são impressionantes. No entanto, elas precisam ser verificadas por medições experimentais diretas," disse Singisetti, acrescentando que espera fazer isso logo após o fim da pandemia de covid-19. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=transistor-suporta-8-000-volts&id=010110200624#.XvOc0sRKgdU
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notícia Criado primeiro osciloscópio capaz de mostrar ondas de luz
elias.girardi postou um tópico em Notícias
Os osciloscópios estão por toda parte, mas a maioria deles ainda funciona apenas no regime dos megahertz. [Imagem: Shafin_Protic/Pixabay] Aparelho para ver ondas Os osciloscópios ainda aparecem em muitos filmes de ficção para dar uma "impressão de tecnologia", mas a realidade é que este é instrumento encontrado não apenas em laboratórios modernos, mas também na maioria das oficinas de conserto de rádios e TVs. Sua função básica é mostrar a onda gerada por um componente ou circuito eletroeletrônico, plotando a intensidade do sinal elétrico, ou seja, a tensão, no eixo vertical, ao longo do tempo, que aparece no eixo horizontal. Mas ninguém até hoje havia conseguido construir um osciloscópio para mostrar ondas de luz - um osciloscópio óptico - devido à velocidade muito elevada com que as ondas de luz oscilam - sua frequência. Nossas tecnologias mais avançadas, que dão suporte aos nossos celulares e à internet, trabalham com campos elétricos em frequências até a faixa dos gigahertz (109 hertz), o que cobre a frequência de rádio e regiões de micro-ondas do espectro eletromagnético. As ondas de luz oscilam em taxas muito mais altas, na faixa dos terahertz (1012 hertz). Por isso, os equipamentos atuais para medir campos de luz podem resolver apenas um sinal médio associado a um pulso de luz, e não os picos e vales dentro do pulso. Esquema de funcionamento do osciloscópio óptico e as ondas de luz que ele consegue revelar. [Imagem: Yangyang Liu et al. - 10.1038/s41566-021-00924-6] Osciloscópio óptico Este desafio acaba de ser vencido por Yangyang Liu e seus colegas da Universidade Central da Flórida, nos EUA. E eles criaram o primeiro osciloscópio óptico usando um dispositivo incomum para esse tipo de aparelho: Um sensor de imagem CCD, o mesmo tipo usado nas câmeras fotográficas. A luz cuja onda se quer mapear é coletada pelo sensor. Em vez de usar os sinais elétricos gerados conforme a luz atinge o sensor para construir uma imagem, a equipe desenvolveu uma técnica para analisar essa fotocorrente e criar uma imagem da própria onda em tempo real. "Ao mapear o atraso temporal entre uma excitação intensa e um pulso de perturbação fraco em uma coordenada espacial transversal do sensor de imagem, mostramos que a técnica permite a medição em um disparo único de formas de onda de poucos ciclos," escreveu a equipe. "As comunicações por fibra óptica têm aproveitado a luz para tornar as coisas mais rápidas, mas ainda somos funcionalmente limitados pela velocidade do osciloscópio," comentou o professor Michael Chini. "Nosso osciloscópio óptico pode ser capaz de aumentar essa velocidade por um fator de cerca de 10.000." Com a prova de conceito em funcionamento, a equipe pretende agora checar os CCDs disponíveis e aprimorar sua própria técnica de processamento para ver o quanto conseguem aumentar a velocidade do osciloscópio óptico. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=osciloscopio-optico-mostra-ondas-de-luz&id=010110211221
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O disco de corte novo, medindo 62mm, ficou reduzido a 22mm em 65 segundos, depois de conseguir fazer apenas uma pequena incisão no material metalocerâmico. [Imagem: Stefan Szyniszewski et al. - 10.1038/s41598-020-65976-0] Biomimética Engenheiros de Inglaterra e da Alemanha afirmam ter criado o primeiro material que não pode ser cortado - pelo menos não com as ferramentas de corte disponíveis. Stefan Szyniszewski e seus colegas estimam que o material à prova de corte poderá ser usado para fazer correntes e cadeados que realmente garantam a segurança da sua bicicleta, além de equipamentos de proteção mais eficientes para pessoas que trabalham com ferramentas de corte e todos os tipos de proteções. É mais um exemplo de biomimetismo, o conceito de copiar estruturas da natureza para melhorar as técnicas e produtos. Neste caso, a ideia foi extraída da pele celular muito resistente da toranja e das conchas dos moluscos abalone, que são formadas por elementos que parecem ladrilhos interligados a um material plástico natural - um biopolímero - que os torna resistentes a fraturas. "Ficamos intrigados com a forma como a estrutura celular da toranja e a estrutura de azulejos das conchas dos moluscos podem impedir danos às frutas ou às criaturas no seu interior, apesar de serem feitas de blocos orgânicos relativamente fracos. Essas estruturas naturais serviram de base para o princípio de funcionamento do nosso material metalocerâmico, baseado na interação dinâmica com a carga aplicada, em contraste com a resistência passiva," explicou o professor Szyniszewski, da Universidade de Durham. Foto de uma amostra de teste e visão de seu interior por raios X, mostrando o papel das esferas internas. [Imagem: Stefan Szyniszewski et al. - 10.1038/s41598-020-65976-0] Material anti-corte Os materiais orgânicos que serviram de inspiração foram substituídos por esferas de cerâmica industrial de alumina e uma matriz de espuma metálica, também de alumínio. Esse conjunto de esferas duras e um material plástico forma um sistema dinâmico, com uma estrutura interna que cria movimento de alta velocidade, resultando em uma interação com as ferramentas de corte - essa resposta dinâmica é similar à apresentada pelas estruturas vivas. Quando cortadas com um disco abrasivo ou uma broca, as vibrações criadas pelas esferas de cerâmica no interior do material embotam o disco de corte ou a broca. Nem mesmo os potentes cortadores de jato de água, usados para cortar granitos em pedreiras, deram resultado. Além disso, conforme a ferramenta de corte consegue cortar as primeiras esferas de cerâmica, isso gera uma série de fragmentos menores que, sendo muito duros, agem como uma lixa muito resistente, detonando com a broca ou o disco de corte. Por isso a equipe batizou o material de Proteus, em homenagem ao deus grego que mudava de forma, pela maneira como o material se metamorfoseou de maneiras diferentes para se defender contra os ataques. A única estrutura comparável em dureza no mundo natural é o diamante, um material que é também muito mais caro. Como o Proteus é feito apenas de materiais industriais comercialmente disponíveis e de custo relativamente baixo, a equipe acredita que seu material biomimético poderá estar disponível no mercado assim que surgirem interessados na indústria. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criado-material-superduro-prova-cortes&id=010170200721#.XxdHiqFKgdU
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notícia Criado um diodo supercondutor, considerado impossível há um século
elias.girardi postou um tópico em Notícias
Impressão artística de um processador supercondutor, que agora passa a ser possível. [Imagem: TU Delft] Diodo supercondutor Pesquisadores dos Países Baixos descobriram um material que apresenta supercondutividade unidirecional sem a presença de campos magnéticos, algo que se pensava ser impossível desde a descoberta do fenômeno da condução sem resistência, em 1911. Longe de ser uma curiosidade de laboratório, a supercondução de mão única é essencial para usar os supercondutores na computação, do mesmo modo que usamos hoje os semicondutores - um dos elementos fundamentais dos componentes eletrônicos é o diodo semicondutor, que permite que a corrente elétrica flua apenas num sentido. Nos supercondutores, uma corrente elétrica flui pelo material sem qualquer resistência, o que significa que é virtualmente impossível inibir ou bloquear essa corrente - quanto mais fazer a corrente fluir apenas em um sentido, e não no outro. Nos anos 1970, cientistas da IBM trabalharam na ideia da computação supercondutora, mas tiveram que colocar um fim aos seus esforços pela falta de resultados. Em seus artigos justificando a decisão, a IBM menciona que, sem supercondutividade não-recíproca, ou seja, que flua apenas num sentido, é impossível construir um computador usando supercondutores. Computação supercondutora Heng Wu e seus colegas da Universidade de Tecnologia de Delft conseguiram agora construir um diodo supercondutor, no qual a eletricidade flui unidirecionalmente, usando brometo de nióbio (Nb3Br8), um material bidimensional, com apenas uma camada atômica, como o grafeno. A equipe trabalhou com uma junção Josephson, um sanduíche no qual duas fatias de material supercondutor são separadas por uma camada muito fina de material isolante. O truque consistiu na substituição do material isolante pelo brometo de nióbio, que é considerado um "material quântico", neste caso apresentando um dipolo elétrico líquido. "Muitas tecnologias são baseadas em versões antigas de junções Josephson supercondutoras, por exemplo a tecnologia de ressonância magnética. Além disso, a computação quântica hoje é baseada em junções Josephson. A tecnologia que antes só era possível usando semicondutores agora pode ser feita com supercondutores usando este bloco fundamental. "Isso inclui computadores mais rápidos, como em computadores com velocidade de até terahertz, o que é 300 a 400 vezes mais rápido do que os computadores que estamos usando agora. Isso influenciará todos os tipos de aplicações sociais e tecnológicas. Se o século 20 foi o século dos semicondutores, o século 21 pode se tornar o século dos supercondutores," disse o professor Mazhar Ali, coordenador da equipe. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=diodo-supercondutor&id=010115220504#.YnPB5-jMIdU
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notícia Criado LED que não emite a problemática luz azulada
elias.girardi postou um tópico em Notícias
Em vez de mascarar o azul, o LED já emite uma luz branca e quente. [Imagem: Jakoah Brgoch] O azul dos LEDs As lâmpadas de LEDs (diodos emissores de luz) substituíram rapidamente as problemáticas lâmpadas fluorescentes compactas graças a uma maior eficiência energética e a uma pegada ambiental muito menor. Mas nem tudo é perfeito, e as lâmpadas de LED que estão atualmente no mercado emitem muita luz azul, o que tem sido associado a problemas nos olhos e no sono. Agora, pesquisadores desenvolveram um protótipo de LED que reduz - em vez de mascarar - o componente azul, ao mesmo tempo que torna as cores mais parecidas com as da luz solar natural. Como os LEDs emitem luz Dentro das lâmpadas, vários chips de LED semicondutor convertem a corrente elétrica em luz de alta energia, incluindo comprimentos de onda ultravioleta invisível (UV), violeta ou azul. Sobre ele, vai uma tampa contendo vários fósforos - compostos luminescentes sólidos que convertem a luz de alta energia em comprimentos de onda visíveis, de energia mais baixa. Cada fósforo emite uma cor diferente e essas cores se combinam para produzir uma luz branca de amplo espectro. Lâmpadas de LED comerciais usam LEDs azuis e fósforos emissores de amarelo, que aparecem como uma luz branca brilhante e fria, semelhante à luz do dia. A exposição contínua a essas luzes azuis tem sido associada à formação de catarata, e ser iluminado por elas à noite pode interromper a produção de hormônios indutores do sono, como a melatonina, provocando insônia e fadiga. O tom azulado dos LEDs tem sido associado a vários problemas de saúde. [Imagem: Hariyani/Brgoch - 10.1021/acsami.1c00909] Eliminando o azul dos LEDs Para criar uma lâmpada LED para uso noturno - com luz branca e quente -, muitos pesquisadores têm adicionado fósforos emissores de vermelho, mas isso apenas mascarou o tom azul, sem se livrar dele. Por isso, Jakoah Brgoch e Shruti Hariyani, da Universidade de Houston, nos EUA, queriam desenvolver um fósforo evitando a problemática faixa azul de comprimentos de onda, mas mantendo uma luz branca quente. Como prova de conceito, os dois químicos sintetizaram um novo fósforo cristalino luminescente à base de európio [(Na1.92Eu0.04) MgPO4F]. Luz branca quente Nos testes de estabilidade térmica, a cor de emissão do composto de európio foi consistente entre a temperatura ambiente e a temperatura operacional mais alta (150 ºC) da iluminação comercial baseada em LED. Em experimentos de umidade de longo prazo, o composto não mostrou nenhuma mudança na cor ou na intensidade da luz produzida. O novo LED produz a luz branca quente desejada (2710 K), minimizando a intensidade dos comprimentos de onda azuis, ao contrário das lâmpadas LED comerciais. As propriedades ópticas do protótipo revelaram a cor dos objetos quase tão bem quanto a luz natural do Sol, atendendo às necessidades de iluminação interna, dizem os pesquisadores, embora acrescentem que mais trabalho precisa ser feito antes que este composto esteja pronto para comercialização. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criado-led-nao-emite-problematica-luz-azulada&id=010115210429
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notícia Criado primeiro transístor térmico de estado sólido
elias.girardi postou um tópico em Notícias
O pioneiro transístor térmico eletroquímico de estado sólido. [Imagem: Hiromichi Ohta] Eletrônica do calor Pesquisadores japoneses criaram o primeiro transístor termal de estado sólido, um grande avanço para a fonônica, ou eletrônica do calor. Enquanto a eletrônica se baseia no movimento dos elétrons, a fonônica baseia-as nos fônons, as partículas de calor e som. Embora se espere que os processadores eletrônicos sejam substituídos por processadores fotônicos - à base de luz - ou por processadores quânticos, processadores de calor podem ser extremamente úteis no gerenciamento do calor que atrapalha o funcionamento de qualquer uma dessas outras plataformas tecnológicas. Gerenciar o calor produzido por notebooks e servidores, por exemplo, levou ao desenvolvimento de transistores térmicos eletroquímicos, componentes que podem ser usados para controlar o fluxo de calor usando sinais elétricos. Mas, até agora, só existiam transistores térmicos baseados em eletrólitos de estado líquido ou pastoso, que têm como grande inconveniente o risco de vazamento. Coube à pesquisadora Qian Yang, na Universidade de Hokkaido, criar o primeiro transístor térmico eletroquímico de estado sólido. "Um transístor térmico consiste basicamente de dois materiais, o material ativo e o material de comutação," explicou seu orientador, o professor Hiromichi Ohta. "O material ativo tem condutividade térmica variável, e o material de comutação é usado para controlar a condutividade térmica do material ativo." No estado "desligado" (esquerda), o material ativo tem pouco oxigênio, o que reduz sua condutividade térmica. No estado "ligado" (direita), o material ativo é rico em oxigênio, aumentando muito sua condutividade térmica. [Imagem: Qian Yang et al. - 10.1002/adfm.202214939] Transístor térmico Yang construiu seu transístor usando uma base de óxido de zircônio estabilizada com óxido de ítrio, que também funciona como material de comutação. Como material ativo, ela usou óxido de cobalto e estrôncio. Para fornecer a energia necessária para controlar o transístor foram usados eletrodos de platina. A condutividade térmica do material ativo no estado "ligado" mostrou-se comparável à de alguns transístores térmicos de estado líquido - no geral, a condutividade térmica do material ativo foi quatro vezes maior no estado "ligado" em comparação com o estado "desligado". Embora a pesquisadora tenha testado mais de 20 transístores térmicos fabricados separadamente, para garantir a reprodutibilidade, os transístores permaneceram estáveis por apenas cerca de 10 ciclos de uso. Mesmo isso sendo bem melhor do que alguns transístores térmicos de estado líquido criados antes, ainda é muito pouco para se pensar em aplicações práticas. Sua temperatura operacional, de cerca de 300 °C, também precisa melhorar. "Nossos resultados mostram que os transístores térmicos eletroquímicos de estado sólido têm o potencial de serem tão eficazes quanto os transístores térmicos eletroquímicos de estado líquido, sem nenhuma de suas limitações," disse o professor Ohta. "O principal obstáculo para o desenvolvimento de transístores térmicos práticos é a alta resistência do material de comutação e, portanto, uma alta temperatura operacional. Esse será o foco de nossa pesquisa futura." Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criado-primeiro-transistor-termico-estado-solido&id=010110230227#.Y_44cXbMKM8
SOBRE O ELETRÔNICABR
Técnico sem o EletrônicaBR não é um técnico completo! Leia Mais...