Criado transistor mecânico que funciona com um único elétron

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/10/2004

Transístor mecânico

Utilizando uma barra vibratória medindo apenas alguns milionésimos de milímetro, pesquisadores alemães construíram um transístor mecânico, que se liga e desliga com o movimento de um único elétron.

O tamanho microscópico e o conseqüente baixíssimo consumo de energia desse transístor de elétron único, criado pelos físicos Robert Blick, da Universidade Wisconsin-Madison, Estados Unidos, e Dominik Scheible, da Universidade Ludwig-Maximilians, Alemanha, é mais uma das promessas rumo à manutenção da contínua miniaturização dos circuitos eletrônicos.

Cientistas já haviam construído outros transistores de elétron único ou SET ("Single Eletron Transistor"). A novidade é que este opera em temperatura ambiente e foi fabricado em silício, o material utilizado para construção de todos os chips atuais.

O que é um transístor?

Um transístor é o elemento básico de todos os circuitos eletrônicos. O processador de um computador contém milhões dessas minúsculas chaves, controladas eletricamente. A posição ligada ou desligada de cada uma é que representa os famosos 0s e 1s da era digital.

Em um transistor convencional, milhares de elétrons devem fluir através dele para fazer o "chaveamento" ou seja, ligá-lo ou desligá-lo. "Quando você usa 100.000 elétrons para chavear um único bit de informação no interior de um computador contendo Megabytes (8,5 milhões de bits) ou Gigabytes (8,5 bilhões de bits) de informação, o calor dissipado é muito grande," explica Blick.

Esse calor é o maior entrave ao aumento da densidade de transistores no interior de um chip. Um processador moderno já dissipa tanto calor quanto uma antiga lâmpada incandescente de 100 Watts.

Transístor de elétron único

O transístor de elétron único consiste de um minúsculo braço vibratório que possui uma ponta, ou ilha, de ouro. A ilha se aninha entre dois eletrodos, conhecidos como fonte e dreno ou coletor e emissor. Quando uma voltagem é aplicada à fonte, o braço começa a vibrar a uma freqüência de 350 a 400 milhões de ciclos por segundo.

Cada vez que o braço entra em contato com a fonte, um único elétron salta para a ilha; quando sua presença é detectada, o transístor assume o valor 1. Ao tocar no dreno, a ilha libera o elétron e o transístor volta a assumir o valor 0.

Aplicações especiais

Ainda serão necessários muitos testes até que se prove a viabilidade de um transístor "mecânico". Os transistores atuais são conhecidos como componentes de estado sólido justamente por funcionarem apenas com base no fluxo de elétrons.

Mas já se pode vislumbrar algumas vantagens. Um transístor mecânico poderia ser muito mais resistente à radiação, podendo ser aplicado em satélites e sondas espaciais ou em equipamentos que funcionem em ambientes sujeitos a altos níveis de radiação.