Circuito híbrido marca chegada da eletrônica orgânica aos processadores

17/11/2009 11:55

Redação do Site Inovação Tecnológica

Circuito híbrido marca chegada da eletrônica orgânica aos processadores

Os nanofios fabricados com moléculas orgânicas foram combinados com nanofios feitos de óxido de estanho, formando um circuito híbrido orgânico-metálico. [Imagem: Asmus Dohn]

Uma equipe de químicos chineses e dinamarqueses desenvolveu contatos elétricos fabricados por uma junção de nanofios feitos de materiais orgânicos e inorgânicos, demonstrando o funcionamento integral de um circuito eletrônico híbrido que poderá ser uma alternativa aos processadores feitos à base de silício.

Os nanofios foram cruzados entre si, criando uma sequência ordenada de contatos que forma os circuitos eletrônicos básicos, incluindo inversores e portas lógicas AND, OR e NAND - nos computadores atuais, esses blocos lógicos são construídos com diodos e transistores de silício. Neste experimento, eles foram construídos com materiais orgânicos - polímeros à base de carbono.

Alternativa aos computadores de silício

"Nós conseguimos colocar vários transistores feitos de nanofios orgânicos juntos para formar um nanocircuito eletrônico. Este é o primeiro passo rumo à viabilização futura dos circuitos eletrônicos feitos de materiais orgânicos - um possível substituto para as atuais tecnologias baseadas em silício," resume o Dr. Thomas Bjornholm, da Universidade de Copenhague.

Os transistores funcionam basicamente como chaves liga-desliga - a conexão de várias dessas chaves permite a construção de todos os blocos lógicos com que são construídos os processadores de computador e todos os demais circuitos eletrônicos - veja mais detalhes na reportagem Criado microprocessador que funciona com ar.

Já existem dispositivos eletrônicos orgânicos no mercado, principalmente as telas feitas com LEDs orgânicos (OLEDs). Embora promissor, permitindo a construção de transistores do tamanho de moléculas, o enfoque da eletrônica orgânica ainda não chegou integralmente aos processadores.

A viabilização dos blocos lógicos em materiais à base de carbono, agora demonstrada, dá mais uma prova do potencial da eletrônica orgânica e do novo patamar de dimensões que ela permitirá alcançar. Enquanto isso, os transistores de silício estão cada vez mais próximos dos limites físicos de sua miniaturização.

Interconexões semicondutoras

Os nanofios fabricados com moléculas orgânicas foram combinados com nanofios feitos de óxido de estanho, formando um circuito híbrido orgânico-metálico.

No circuito de demonstração, os nanofios cruzam-se, formando um dispositivo com várias junções ativas - de 4 a 6 junções - que correspondem aos transistores.

O circuito experimental funciona com uma corrente operacional muito baixa - 40 picoWatts por porta lógica e apresenta um alto ganho de tensão.

Segundo os pesquisadores, a mobilidade das cargas elétricas e a estabilidade do circuito híbrido apontam no sentido de que ele possa vir a competir com os circuitos de silício no futuro.

De baixo para cima

"Em combinação com os métodos de montagem de baixo para cima desenvolvidos para criarmos nossos nanofios, esses resultados abrem novas oportunidades para a nanoeletrônica orgânica, com a criação de circuitos integrados sofisticados," afirmam eles.

Na eletrônica atual, os transistores são construídos "de cima para baixo," esculpidos no interior de blocos de silício usando técnicas de fotolitografia. Na eletrônica orgânica é possível usar um processo "de baixo para cima," no qual as próprias moléculas unem-se em reações químicas dirigidas para formar as estruturas necessárias para o circuito eletrônico.

A técnica por excelência da nanotecnologia, a abordagem "de baixo para cima" já permitiu a fabricação de um diodo molecular e de um transístor orgânico de alto desempenho, fabricado com moléculas do fulereno C60.

O circuito híbrido orgânico é resultado de um esforço conjunto entre pesquisadores da Dinamarca e da Academia Chinesa de Ciências, que formaram um centro de pesquisas em nanoeletrônica molecular.

 

Bibliografia:

Nanoscale Single-Crystal Circuits: Assembly of Nanoscale Organic Single-Crystal Cross-Wire Circuits
Qingxin Tang, Yanhong Tong, Wenping Hu, Qing Wan, Thomas Bjørnholm
Advanced Materials
November 13, 2009
Vol.: 21 Issue 42 , Pages 4189 - 4291
DOI: 10.1002/adma.200990156