Equipe cria um novo tipo de interruptor molecular
- Multiversolab7
- 23 de set. de 2020
- 2 min de leitura
A equipe internacional, que inclui o professor de física Enrique del Barco da UCF, criou um novo tipo de switch molecular que funciona tanto como um diodo quanto como um elemento de memória. O dispositivo tem 2 nanômetros de espessura, o comprimento de uma única molécula (10.000 vezes menor que a largura do cabelo), e requer apenas uma voltagem de acionamento baixa de menos de 1 Volt. UCF forneceu o teórico. Crédito: University of Central Florida
Uma equipe internacional ligada à UCF superou um desafio que pode anunciar uma nova era de computação de densidade ultra-alta.
Por anos, engenheiros e cientistas de todo o mundo vêm tentando fazer eletrônicos menores e mais rápidos. Mas a energia necessária para o design de hoje tende a superaquecer e fritar os circuitos. Os circuitos são geralmente construídos conectando-se uma chave de diodo em série com um elemento de memória, chamado de um resistor de um diodo. Mas essa abordagem requer grandes quedas de tensão em todo o dispositivo, o que se traduz em alta potência, e dificulta a redução do circuito além de um certo ponto, pois dois elementos de circuito separados são necessários. Muitas equipes estão trabalhando para combinar o diodo e o resistor em um único dispositivo.
Essas chaves moleculares um-a-um são ótimas opções, mas também foram limitadas a realizar apenas uma função e, mesmo assim, eram frequentemente repletas de problemas, incluindo variações de voltagem elétrica instáveis e longevidade limitada.
A equipe internacional, liderada por Christian Nijhuis da National University of Singapore e com os coautores Damien Thompson da University of Limerick e Enrique del Barco da University of Central Florida, fez a descoberta detalhada em 1º de junho na revista científica Nature Materials.
A equipe criou um novo tipo de interruptor molecular que funciona tanto como um diodo quanto como um elemento de memória. O dispositivo tem 2 nanômetros de espessura, o comprimento de uma única molécula (10.000 vezes menor que a largura do cabelo), e requer apenas uma voltagem de acionamento baixa de menos de 1 Volt.
"A comunidade está avançando rapidamente na identificação de novas aplicações de dispositivos eletrônicos em escala molecular", diz Del Barco, professor especializado em física quântica. "Este trabalho pode ajudar a acelerar o desenvolvimento de novas tecnologias envolvendo sinapses artificiais e redes neurais."
Nijhuis, especialista em química, liderou a equipe. Damien Thompson, da University of Limerick, forneceu experiência em teoria computacional e del Barco e sua equipe de alunos e cientistas de laboratório forneceram a análise teórica .
Como funciona
A chave molecular opera em um mecanismo de duas etapas onde a carga injetada é estabilizada pela migração de íons carregados entre as moléculas e a superfície do dispositivo. Isso é possível ligando as moléculas aos pares. Usando uma combinação de medições elétricas e medições em escala atômica guiadas pela mecânica quântica, a equipe encontrou um ponto ideal entre estabilidade e capacidade de troca que rendeu o diodo duplo + memória RAM resistiva em escala microscópica, de acordo com o artigo.
"Ainda existem alguns desafios e é necessário mais trabalho nesta área, mas este é um avanço significativo", diz Nijhuis.
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