SEMICONDUTOR TRANSMITE ELETRICIDADE SEM SE
AQUECER
Quanto mais modernos, poderosos e rápidos, maiores são os sistemas de arrefecimento exigidos pelos computadores. Pelo menos tem sido assim até agora. Mas não será por muito tempo, se depender dos investigadores da Universidade de Wurzburg, na Alemanha. A equipa do professor Laurens Molenkamp criou um semicondutor capaz de transmitir corrente eléctrica sem se aquecer.
Os semicondutores são os materiais com que são feitos os processadores e todos os circuitos electrónicos.
Os blocos básicos desses circuitos, chamados transístores, são cada vez menores.
Como eles funcionam com a passagem de corrente eléctrica, quanto mais componentes desse tipo são empacotados no interior dos chips, mais corrente eléctrica passa por ele e mais aquece.
Os investigadores criaram agora um semicondutor que pode ser utilizado para a construção dos transístores, mas que não dissipa calor, ou seja, não aquece quando a corrente eléctrica passa através dele.
O novo semicondutor é composto por uma mistura de telureto de mercúrio e telureto de mercúriocádmio. Os dois materiais são aplicados numa pastilha de silício em camadas alternadas. "As camadas individuais têm de sete a dez nanómetros de espessura," explica Molenkamp.
Para testar o novo semicondutor os investigadores construíram fios sobre a pastilha, em formato de H, usando a mesma técnica utilizada para construir os transístores sobre as pastilhas de silício.
A teoria dizia que o semicondutor deveria tornar-se um isolador quando submetido a temperaturas muito baixas. Surpreendentemente, os electrões concentraram-se nas extremidades da estrutura em forma de H, onde se movimentaram livremente, sem qualquer
resistência e, portanto, sem dissipar calor.
Os investigadores testaram então outros formatos de fios e verificaram que o comportamento deve-se unicamente à forma como o material é depositado em camadas, sem nenhuma relação com o formato da estrutura, seja ele um H, um X ou qualquer outro.
O mecanismo é diferente do que ocorre nos supercondutores, baseando-se no chamado efeito Spin Hall Quântico, com a electricidade a fluir pelas extremidades das estruturas.
Infelizmente, o material ainda não está pronto para utilização em grande escala. O comportamento de transferência eléctrica sem dissipação acontece apenas em temperaturas demasiado baixas para uso prático.
Mas os investigadores afirmam não ser necessário alcançar uma dissipação zero para fazer frente aos problemas de aquecimento dos processadores actuais. Eles estão agora a alternar camadas de outros materiais para subir ao máximo a temperatura e com um ganho significativo na dissipação. O candidato mais promissor nesta nova etapa é o bismuto.
O mecanismo é diferente do que ocorre nos supercondutores, baseando-se no chamado efeito Spin Hall Quântico, com a electricidade a fluir pelas extremidades das estruturas.
Infelizmente, o material ainda não está pronto para utilização em grande escala. O comportamento de transferência eléctrica sem dissipação acontece apenas em temperaturas demasiado baixas para uso prático.
Mas os investigadores afirmam não ser necessário alcançar uma dissipação zero para fazer frente aos problemas de aquecimento dos processadores actuais. Eles estão agora a alternar camadas de outros materiais para subir ao máximo a temperatura e com um ganho significativo na dissipação. O candidato mais promissor nesta nova etapa é o bismuto.
1 Comments:
Interessante este artigo.
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Jorge
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