Transstor magntico pode economizar 5% do oramento mundial de energia

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 19/04/2022

Da eletrnica para a spintrnica

A tecnologia quis que uma das maiores invenes do sculo 20, o transstor, tambm se tornasse a menor delas, hoje medindo pouco mais do que algumas dezenas de tomos.

O problema que utilizamos esses componentes semicondutores aos bilhes em cada aparelho, o que faz com que, no cmputo geral, eles se tornem responsveis por uma fatia enorme – e crescente – do consumo mundial de energia.

Assim, uma soluo tcnica para cortar 5% desse consumo energtico pode representar mais do que a energia gerada por pases inteiros.

E esta justamente a inovao apresentada por Keke He e seus colegas da Universidade de Nebraska, nos EUA.

A equipe criou um transstor spintrnico que no apenas consome uma frao da energia usada pelos transistores atuais, como tambm pode reduzir o nmero de transistores necessrios para armazenar certos dados em at 75%.

Segundo a equipe, se apenas esta tecnologia – sem nenhum melhoramento adicional nos demais componentes e circuitos – vier a ser adotada em larga escala, ela pode reduzir o consumo de energia total dos equipamentos eletrnicos em 5%.

Transstor magntico

Os transistores de silcio atuais tm trs terminais: Dois deles, chamados de emissor e coletor, servem como pontos inicial e final para os eltrons que fluem pelo componente. Acima desse canal fica o outro terminal, a base. A aplicao de uma tenso entre o coletor e a base determina se a corrente eltrica flui com baixa ou alta resistncia, levando a um acmulo ou ausncia de cargas eltricas, que codificam um 1 ou um 0, respectivamente.

Isso significa que essas memrias dependem de um fornecimento constante de energia apenas para manter esses estados binrios.

Ento, em vez de depender da carga do eltron, a equipe voltou-se para o spin, uma propriedade dos eltrons relacionada ao seu magnetismo, que se convenciona descrever como apontando para cima ou para baixo, igualmente fazendo as vezes de 1 ou 0. E, como o estado mantido magneticamente, no h necessidade de um suprimento contnuo de energia.

Tem havido progressos contnuos nesse campo, conhecido como spintrnica, mas a equipe obteve um avano mesclando o conhecido grafeno com xido de cromo, um material que magnetoeltrico, ou seja, os spins dos tomos em sua superfcie podem ser invertidos de cima para baixo, e vice-versa, aplicando-se uma pequena tenso temporria.

E, como o grafeno tem-se mostrado mais difcil de usar na prtica do que se esperava, possvel usar o xido de cromo com outros materiais bidimensionais, cujo estgio de desenvolvimento j est mais avanado.

“Agora que funcionou, a diverso comea, porque todo mundo vai ter seu prprio material 2D favorito, e eles vo experiment-lo,” disse o professor Peter Dowben, coordenador da pesquisa. “Alguns deles funcionaro muito, muito melhor, e outros no. Mas agora que voc sabe que funciona, vale a pena investir em outros materiais mais sofisticados que possam funcionar. Agora todos podem entrar no jogo, descobrindo como tornar o transstor realmente bom e competitivo e, de fato, superar o silcio.”

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