Grupos no Facebook

Eu tinha avisado vocês sobre a página do blog que criei no facebook, mas depois de um tempo eu acabei saindo do face e excluindo minha conta.
Esse ano resolvi voltar e aproveitei para criar um grupo chamado Eletrônica na Veia para discutir assuntos relacionados a eletrônica e tirar dúvidas sobre os assuntos postados no meu canal do youtube.

Por isso venho aqui convidar a todos os leitores do blog que tenham conta no facebook para participar do grupo.

Também participo de um grupo sobre revistas de eletrônica, mas esse não fui eu que criei, a pessoa que criou me colocou como administrador por causa do blog e também convido vocês a participarem dele pois podem receber links de revistas estrangeiras por lá antes que eu coloque aqui no blog.

Os links dos grupos estão na barra lateral um pouco abaixo dos links das revistas.

Memoristor bate recorde armazenando 128 bits

Os memoristores são a base de processadores que poderão funcionar de forma mais parecida com o cérebro humano.

Eletrônica pós-transístor

Se os memoristores já não fossem promissores o suficiente - eles são comumente chamados de "sinapses artificiais" - agora se descobriu uma maneira de aprimorar as capacidades dessa nanotecnologia emergente que está viabilizando uma nova geração de eletrônicos. Esses componentes eletrônicos emergentes são mais do que uma alternativa mais simples e menor para o transístor, que é a base de toda a nossa eletrônica. Como têm a capacidade de alterar sua resistência, lembrar-se dos dados que o atravessaram antes e armazenar múltiplos estados de memória, eles estão se tornando a base da computação neuromórfica, ou seja, mais parecida com o cérebro. A propósito, eles já estão até ameaçando deixar a computação quântica para trás.

Agora, Spyros Stathopoulos e seus colegas da Universidade de Southampton, no Reino Unido, alçaram o memoristor a um novo nível de desempenho mexendo em seus materiais componentes.

Memoristor com 128 bits

Enquanto um transístor consegue guardar um bit - 0 ou 1 - os memoristores retêm os dados "lembrando" a quantidade de carga que passou por eles anteriormente por meio de mudanças em sua resistividade. Isso significa, entre outras coisas, que cada componente pode guardar mais do que um dado - além de não perderem o dado quando o computador é desligado. Stathopoulos demonstrou agora uma nova tecnologia de memoristor que pode armazenar até 128 estados de memória discerníveis por componente - quase quatro vezes mais do que já havia sido demonstrado até agora.

Ele alcançou esse nível de desempenho selecionando a melhor configuração de materiais óxidos funcionais - o componente central que dá ao memoristor sua capacidade de alterar sua resistência. As melhores opções encontradas foram bicamadas formadas por dióxido de titânio e óxido de alumínio (TiO₂Al_xO_y) e dióxido de titânio e óxido de tungstênio (TiO₂WO_x). "Esta é uma descoberta realmente emocionante, com implicações potencialmente enormes para a eletrônica moderna. Os memoristores são uma tecnologia chave para os chips de próxima geração, que precisarão ser altamente reconfiguráveis robustos, escaláveis e eficientes em termos de energia. Ao mesmo tempo, esta tecnologia é ideal para desenvolver hardwares inovadores que possam aprender e se adaptar de forma autônoma, de forma muito parecida com o cérebro humano," disse o professor Themis Prodromakis, coordenador da equipe.

Esquemas de rádios e autorrádios Philco

Esse livro contém muitos esquemas de rádios e autorrádios Philco, principalmente aqueles autorrádios que possuem a faixa dos 49m e que é possível modificar para ouvir os 40m.

Quero deixar um agradecimento especial ao Gilton Filho que digitalizou e permitiu que eu compartilhasse no blog.

Download

Fios reconfiguráveis evitarão que processadores fiquem obsoletos

Os experimentos dos componentes reconfiguráveis foram feitos no material ferroelétrico manganeto de érbio

Hardware atualizável

Que tal atualizar, em vez de substituir, circuitos eletrônicos obsoletos no interior dos chips?

Se esta tecnologia já estivesse disponível, enfrentar o recém-descoberto e desastroso bug em todos os processadores de computador do mundo seria uma tarefa bem mais rápida e mais barata. A boa notícia é que hardwares verdadeiramente reconfiguráveis não são mais assunto de ficção, conforme demonstraram Julia Mundy e seus colegas da Universidade de Cornell, nos EUA.

Julia construiu seu circuito reconfigurável tirando proveito das propriedades eletrônicas incomuns das paredes de domínio, as interfaces entre materiais com diferentes tipos de ordenamento elétrico. Aplicar uma tensão elétrica a uma interface dessas permite alterar o ordenamento elétrico, fazendo com que as paredes do domínio se movam.

Isto significa que as paredes podem ser construídas, movidas e apagadas sob demanda, permitindo usá-las para construir os componentes dos circuitos eletrônicos reconfiguráveis. Usando nanofios, a equipe conseguiu criar "canais" para o fluxo de elétrons medindo apenas um nanômetro de diâmetro, o que significa que a tecnologia atinge patamares de miniaturização bem maiores do que a alcançada pelo estágio atual da tecnologia de silício.

A aplicação de uma tensão altera reversivelmente o canal de isolante para condutor, o que pode ser usado como os 0s e 1s de uma memória ou as chaves básicas de um transístor A equipe promete a seguir a construção de um transístor no qual a porta será a própria parede de domínio.

Feliz Natal e boas festas a todos

Quero desejar a todos os leitores do blog e seus familiares um feliz natal e um próspero ano novo com muita paz e saúde a todos, ano que vem estarei retomando as atividades no blog.

Conheça o excitonium, novo estado da matéria finalmente comprovado

Ilustração das quasipartículas excitons movendo-se coletivamente em um material semicondutor.

O que é excitonium?

Na década de 1960, o físico Bertrand Halperin cunhou o termo "excitonium" - ou excitônio - para descrever um estado exótico da matéria, no qual as cargas positivas e negativas se emparelham sem se anular. Desde então, vários experimentos demonstraram evidências de sua existência e abriram caminho para seu uso prático. Mas nenhuma dessas demonstrações fora considerada definitiva até agora, porque elas deixavam em aberto possibilidades de outras explicações.

Nesta semana, duas equipes estão reportando resultados que trazem o excitonium definitivamente para os livros de física, sem mais ressalvas.

Excitons

Você não vai encontrar um pedaço de excitonium por aí e ele nem poderá ser minerado. O excitonium é um condensado, um sólido, mas que surge como propriedade de algum material. Esse "estado da matéria" emerge quando, no material base, formam-se quasipartículas chamadas excitons.

Os excitons são compostos por um par improvável: um elétron, que ganha energia e se desloca pela faixa de condução do material, e a "lacuna" que ele deixa ao se deslocar - lembre-se que o elétron representa uma carga negativa e a lacuna que ele deixa representa a carga positiva. É aí que acontece o inusitado: o elétron e a lacuna se "emparelham", mas não se anulam - é a interação entre ambos que forma o exciton. E a movimentação dos excitons define o material como um excitonium.

"Isso é muito parecido com o processo que ocorre em um supercondutor, onde você tem elétrons atraídos um para o outro para formar pares que fluem sem resistência. No nosso caso, os elétrons emparelham com 'lacunas de elétrons' positivamente carregadas para criar um superfluido com uma carga líquida zero," explicou o professor Rui-Rui Du, da Universidade Rice, nos EUA.

A equipe da Universidade Rice comprovou a existência do excitônio usando duas camadas sobrepostas de semicondutores ultrapuros, o arseneto de índio e o antimoneto de gálio (InAs/GaSb). Já Anshul Kogar e colegas da Universidade de Illinois usaram disseleneto de titânio (1T-TiSe2), um metal de transição dicalcogeneto, uma classe de semicondutores que engloba a família da molibdenita.

Aplicações do excitônio

Apesar de ser uma demonstração importante para a física, várias equipes já vêm trabalhando com os excitons há vários anos, havendo inclusive uma expectativa de seu uso na computação quântica. Um experimento de 2008 mostrou que os excitons podem fazer uma ponte entre a computação eletrônica e a comunicação óptica. No ano seguinte, já se falava em um processador excitônico, comunicando-se diretamente por luz.

Desde então, os excitons têm sido associados com avanços em células solares, lasers de múltiplas cores, LEDs e vários outros.

Indução mútua de duas bobinas

A indução mútua de duas bobinas depende do coeficiente de acoplamento e da autoindução de cada bobina.

Brasileiros explicam funcionamento de transístor quântico

O nanotransístor funciona com uma corrente elétrica constituída pela passagem de um único elétron por vez.

Nanotransistores

Transistores capazes de funcionar com uma corrente elétrica constituída pela passagem de um único elétron por vez estão no horizonte das pesquisas em curso na área de informática. Como passa um elétron de cada vez, o "zero" e o "um" binários são associados ao trânsito ou não do elétron.

Isso permite reduzir drasticamente o uso do espaço, acelerando a miniaturização, e o consumo de energia dos computadores. Em 2015, uma equipe do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH) apresentou um nanocircuito totalmente funcional baseado nesse princípio da passagem de elétrons individuais.

O problema é que a equipe não conseguiu esclarecer todo o mecanismo de funcionamento do nanotransístor - a coisa funcionava, mas eles não entendiam exatamente como. Esse problema teórico agora foi resolvido por um grupo de pesquisadores da USP, Universidade Federal Fluminense, Universidade Federal de Uberlândia e Universidade de Ohio (EUA).

Transístor quântico

"Devido à escala muito pequena, a transmissão de elétrons de uma parte para outra [do nanotransístor] sofre efeitos quânticos. Isso significa, entre outras coisas, que os elétrons em trânsito apresentam tanto propriedades características de partículas quanto propriedades características de ondas," explica o professor Luis Gregório da Silva.

Circuitos com apenas um ponto quântico - região bem pequena, da ordem de algumas dezenas de nanômetros, em que os elétrons ficam confinados - têm sido estudados desde os anos 1990. Mas, neste novo componente, além do ponto quântico foi acoplada também uma cavidade, uma região um pouco maior, com uma borda curva que funciona como um anteparo, uma espécie de espelho. Os elétrons saem do ponto quântico e são rebatidos pela superfície curva da cavidade, sendo temporariamente aprisionados. Ocorre que, quando a cavidade está fracamente acoplada ao ponto quântico, há um pico no valor da condutância cada vez que passa um elétron. Quando a cavidade fica fortemente acoplada, os picos transformam-se em vales.

"A transição de picos para vales não estava sendo compreendida pelos pesquisadores na Suíça e foi esse o problema que nos propusemos a estudar e conseguimos resolver. Nossos cálculos teóricos para os dois regimes - acoplamento fraco e acoplamento forte - mostraram um comportamento qualitativo que corresponde exatamente àquele observado no experimento. Assim, oferecemos uma explicação bastante natural para o que o experimento detectou. "Devido à natureza quântica da energia, os níveis energéticos acessíveis aos elétrons não são contínuos, mas discretos. Com a variação do potencial eletrostático, é possível alinhar esses níveis com a energia do elétron que tenta atravessar o ponto quântico. Quando ocorre o alinhamento, é como se fosse aberta uma porta na parede repulsiva, constituída pelas cargas negativas, e o elétron tem grande probabilidade de passar," detalhou Luis.

É essa passagem do elétron que gera o pico na condutância. Depois da passagem, o valor da condutância volta a cair por efeito da barreira eletrostática, o chamado Bloqueio de Coulomb, em referência ao físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806), pioneiro no estudo da eletrostática. "Como a energia é quantizada, a variação do potencial possibilita obter outros alinhamentos e abrir outras portas. Assim, o gráfico da variação da condutância em função da variação de potencial apresenta uma sucessão de picos separados por vales. Cada pico corresponde ao tunelamento de um elétron através da barreira," disse Dias da Silva.

Piscina de elétrons

A situação se complica quando é incluída a cavidade porque, além da abertura das portas, ocorre também o efeito de interferência, decorrente do comportamento ondulatório do elétron. Guardadas as devidas proporções, o fenômeno é semelhante ao que ocorre quando ondas mecânicas se propagam na superfície de uma piscina, onde a interferência entre as ondas que vão e as ondas que vêm gera efeitos de adição ou subtração - as ondas se reforçam ou se anulam.

"A onda do elétron rebatido pela superfície da cavidade interfere com a onda do elétron proveniente do ponto quântico rumo ao dreno. A interferência pode ser construtiva ou destrutiva. É a interferência destrutiva que produz os vales," disse o pesquisador. "A introdução da cavidade aumenta muito o número de possibilidades de transição da fonte para o dreno. O que fizemos foi uma extensão ou generalização da fórmula de Meir-Wingreen [fórmula para o cálculo da condutância elétrica em sistemas quânticos], de modo a contemplar a maior complexidade do fenômeno. Ao fazer essa generalização conseguimos explicar teoricamente os resultados experimentais obtidos pelo grupo da Suíça," detalhou Dias da Silva.

Aplicações práticas

É importante destacar que, embora o funcionamento do transístor seja todo fundamentado nos princípios da mecânica quântica, não se trata de computação quântica, mas de tirar proveito de efeitos quânticos no contexto de circuitos clássicos. O inconveniente é que todo o circuito funciona a temperaturas muito baixas, inferiores a 4 Kelvin, o que exige uma refrigeração com hélio líquido, o que é um obstáculo para o uso comercial desses nanotransistores.

Mas isso não impede que ele se insira nas áreas de fronteira da pesquisa industrial, com um horizonte de aplicação prática. "Os circuitos clássicos, com várias aplicações tecnológicas nos dispositivos de uso cotidiano, são bastante complicados. Mas as leis que permitem calcular a corrente em cada parte do circuito são bem conhecidas e fáceis de aplicar. No caso dos circuitos em que a mecânica quântica domina, ainda há muito que investigar para saber como as correntes se comportam. Existe o viés de aplicação na eletrônica, mas também existe muita física básica a ser aprendida," destacou Luis Gregório.