O silício é o rei da tecnologia de semicondutores, que sustenta smartphones, computadores, veículos elétricos e muito mais. Mas, de acordo com uma equipe de pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, sua coroa pode estar prestes a desmoronar. Como a primeira do mundo, eles usaram materiais bidimensionais (2D) – que, ao contrário do silício, têm apenas um átomo de espessura e mantêm suas propriedades nessa escala – para criar um computador capaz de realizar operações simples.
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Krishnendu MukhopadhyayPenn State
O desenvolvimento, publicado hoje (11 de junho) na Nature representa um grande passo em direção à realização de eletrônicos mais finos, mais rápidos e mais eficientes em termos de energia, de acordo com os pesquisadores. Eles desenvolveram um computador CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) – a tecnologia que é o coração de quase todos os dispositivos eletrônicos modernos – sem silício. Em vez disso, eles usaram dois materiais 2D diferentes para criar os dois tipos de transistores necessários para controlar o fluxo de corrente elétrica em computadores CMOS: dissulfeto de molibdênio para transistores tipo n e dissulfeto de telúrio para transistores tipo p.
A equipe usou deposição química de vapor organometálico (MOCVD) – um processo de fabricação onde os ingredientes são vaporizados, uma reação química é iniciada e os produtos são depositados em um substrato – para criar grandes camadas de dissulfeto de molibdênio e dissulfeto de telúrio e fabricar mais de 1.000 transistores de cada tipo. Ao ajustar cuidadosamente as etapas de fabricação e pós-processamento, eles conseguiram ajustar as tensões de limiar de transistores tipo n e tipo p, construindo assim circuitos lógicos CMOS totalmente funcionais.
“Nosso computador 2D CMOS opera com baixa tensão de alimentação e consumo mínimo de energia, e pode executar operações lógicas simples em frequências de até 25 quilohertz”, disse o autor principal Subir Ghosh, um estudante de doutorado que busca um diploma em engenharia mecânica e de engenharia sob a mentoria de Das.
Ghosh observou que, embora a frequência operacional seja baixa em comparação com os circuitos CMOS de silício convencionais, seu computador – conhecido como computador de conjunto de instruções único – ainda pode executar operações lógicas simples.
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