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  1. Transístor de ponto quântico Os pontos quânticos que deram um impulso na qualidade da imagem das TVs prometem agora dar um impulso na capacidade e na velocidade de processamento dos computadores. Hyeong Yun e colegas do Laboratório Nacional Los Alamos e da Universidade da Califórnia criaram transistores de pontos quânticos totalmente funcionais e já demonstraram seu funcionamento em circuitos capazes de executar operações lógicas. Os primeiros transistores de pontos quânticos em materiais semicondutores foram construídos em 2004, mas até agora vinha sendo difícil produzir as duas versões desse componente necessárias para fazer computações: os transistores de tipo p (positivo) e de tipo n (negativo). Esses pares de transistores são complementares e são tão importantes que dão o nome à tecnologia mais tradicional da microeletrônica, a CMOS (sigla em inglês para semicondutor complementar de óxido metálico), que está na base dos processadores, chips de memória, sensores de imagem e demais dispositivos eletrônicos. Transistores do tipo p e n Hyeong Yun conseguiu justamente construir transistores p e n usando pontos quânticos de seleneto de índio-cobre (CuInSe2), livrando-se do problemático cádmio e outros metais pesados que normalmente entram na composição desses semicondutores, que funcionam como "poços de elétrons". A técnica permite definir transistores do tipo p e n aplicando dois tipos diferentes de contatos metálicos (ouro e índio, respectivamente) - na verdade, o transístor nasce quando uma camada de pontos quânticos comuns é aplicada no topo dos contatos pré-padronizados. "Esta abordagem permite a integração direta de um número arbitrário de transistores do tipo p e n complementares na mesma camada de pontos quânticos, preparada como um filme contínuo não padronizado por meio de espalhamento rotativo," contou o professor Victor Klimov. Como os dois tipos de transistores são construídos na mesma pastilha, isso permitiu à equipe usá-los para demonstrar circuitos eletrônicos totalmente funcionais. Eletrônica de pontos quânticos Desde seu nascimento, a microeletrônica tem-se baseado no silício de altíssima pureza, processado em ambientes de sala limpa especialmente criadas para isso. Recentemente, contudo, o silício tem sido desafiado por várias tecnologias alternativas - normalmente chamadas de tecnologias pós-silício - que permitem a fabricação de circuitos eletrônicos complexos fora de uma sala limpa, por meio de técnicas químicas mais baratas e acessíveis. Nanopartículas semicondutoras coloidais, produzidas com técnicas químicas em ambientes muito menos rigorosos são uma dessas tecnologias emergentes. Devido ao seu pequeno tamanho e propriedades exclusivas diretamente controladas pela mecânica quântica, essas partículas são chamadas de pontos quânticos. Um ponto quântico coloidal consiste em um núcleo semicondutor coberto por moléculas orgânicas. Como resultado dessa natureza híbrida, eles combinam as vantagens dos semicondutores tradicionais bem conhecidos com a versatilidade química dos sistemas moleculares. Essas propriedades são atraentes para a realização de novos tipos de circuitos eletrônicos flexíveis, que podem ser impressos em praticamente qualquer superfície, incluindo plástico, papel e até mesmo na pele humana. Essa capacidade pode beneficiar várias áreas, incluindo eletrônicos de consumo, segurança, sinalização digital e diagnósticos médicos. Bibliografia: Artigo: Solution-processable integrated CMOS circuits based on colloidal CuInSe2 quantum dots Autores: Hyeong Jin Yun, Jaehoon Lim, Jeongkyun Roh, Darren Chi Jin Neo, Matt Law, Victor I. Klimov Revista: Nature Communications Vol.: 11, Article number: 5280 DOI: 10.1038/s41467-020-18932-5 Fonte: Inovação Tecnológica https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=transistor-ponto-quantico&id=010110201113#.X6_KachKjcs
  2. 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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