Transístor de água supera velocidade de todos os transistores eletrônicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/12/2022

O transístor de água opera na frequência dos terahertz.
[Imagem: Adrian Buchmann]

Eletrônica da água

Pesquisadores alemães criaram um transístor líquido que surpreendeu não apenas pela sua composição inusitada - ele é totalmente feito de água -, mas também por sua velocidade, muito superior à dos mais modernos transistores semicondutores de estado sólido.

Os transistores que formam os processadores e todos os demais eletrônicos funcionam essencialmente como chaves liga/desliga, o que permite, por exemplo, guardar um "0" como desligado e um "1" como ligado.

No transístor de água, um curto pulso de laser converte a água em um estado condutor, durante o qual a água se comporta quase como um metal em termos de condutividade, em menos de um trilionésimo de segundo (10^-12 segundo).

Esse é o chamado "tempo de chaveamento", uma propriedade essencial para a velocidade dos transistores e de todos os circuitos construídos com eles. A velocidade de chaveamento do transístor de água é maior do que a de qualquer semicondutor construído até hoje.

Embora ainda não tenham nenhum projeto específico em andamento, a equipe afirma que sua demonstração pode inaugurar uma nova "eletrônica da água", que pode encontrar seus nichos específicos de aplicação, onde a velocidade seja um elemento mais importante do que a miniaturização.

Transístor de água

Para construir o transístor de água, Adrian Buchmann e seus colegas da Universidade Ruhr-Bochum dissolveram nele íons de iodeto - em outras palavras, é água salgada - e a dispararam por um bocal feito sob medida para que ela fluísse como um jato achatado com uma espessura de apenas alguns micrômetros.

"Pense nisso como apertar uma mangueira de jardim para tornar o jato de água amplo e plano, só que em uma escala muito menor," explicou o professor Claudius Hoberg.

Um pulso curto de laser é direcionado através desse jato de água, liberando elétrons do sal dissolvido na água para que a água se torne repentinamente condutora, apresentando propriedades semelhantes às de um metal. Um segundo laser sonda o estado da água.

A curta duração do pulso do laser (10^-14 segundo) transforma a água em um interruptor ultrarrápido. "Foi observada uma velocidade de 10^-12 segundo, na faixa dos terahertz," disse Hoberg.

"Esta técnica pode ser usada para ajustar campos THz [terahertz] em baixa frequência. A longo prazo, especialmente se combinado com materiais adequados, esse trabalho pode abrir as portas para uma 'eletrônica da água'," escreveu a equipe.

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