sexta-feira, 25 de novembro de 2011

Transístor quântico estará nos computadores em 2017

Os transistores quânticos Túnel-FET podem ser fabricados com filmes semicondutores ultrafinos ou com nanofios.


Computadores quânticos

Muito antes que os computadores quânticos se tornem realidade, a mecânica quântica poderá ajudar a transformar os computadores tradicionais em supermáquinas. Um avanço demonstrado por pesquisadores da IBM e do Instituto Politécnico Federal de Lausanne, na Suíça, promete que, em 2017, os fenômenos quânticos ajudarão a diminuir o consumo de energia dos equipamentos eletrônicos por um fator de 100. Como o grande limitador ao aumento de velocidade dos processadores é justamente o elevado consumo de energia - e, por decorrência o calor dissipado por eles - é de se esperar um aumento equivalente na velocidade de processamento. Há poucos dias, a IBM anunciou uma tecnologia que usa metal líquido para retirar calor dos processadores, afirmando que isso permitiria colocar um supercomputador atual dentro de um celular "em poucos anos." Agora os pesquisadores resolveram marcar data: 2017.

Transístor quântico

O segredo está em um novo tipo de transístor, o elemento fundamental de toda a eletrônica, chamado Túnel-FET, ou TFET. O termo túnel se refere ao fenômeno do tunelamento quântico, pelo qual uma partícula consegue atravessar uma barreira física - este fenômeno já é largamente utilizado, por exemplo, nos microscópios eletrônicos de tunelamento. FET é uma sigla em inglês para transístor de efeito de campo. A tecnologia atual é baseada nos transistores de efeito de campo, onde um fluxo de elétrons ativa ou desativa o transístor - um fluxo de bilhões de elétrons, que esquenta tudo por onde passam. No transístor, duas câmaras são separadas por uma barreira de energia. Na primeira, uma horda de elétrons fica esperando quando o transístor está desligado (indicando um 0 binário, por exemplo). Quando é aplicada uma tensão, eles cruzam a barreira de energia, ativando o transístor. É o que se chama de injeção termal. Ocorre que alguns elétrons acabam cruzando essa barreira antes da hora, mesmo que aparentemente não tivessem energia para tanto. Esse é o efeito túnel, que sempre atrapalhou o funcionamento dos transistores. Agora o problema virou solução.


Esta é uma versão de transístor quântico construído pela IBM usando nanofios.


Efeito túnel

Estreitando a barreira do transístor torna-se possível amplificar o efeito quântico e passar a basear o funcionamento do transístor inteiro nesse tunelamento - é a chamada injeção por tunelamento. Com isto, a energia necessária para que os elétrons cruzem a barreira é reduzida drasticamente. "Substituindo o princípio do transístor de efeito de campo tradicional pelo efeito túnel, pode-se reduzir a tensão dos transistores de 1 volt para 0,2 volt," afirmou o Dr. Adrian M. Ionescu, que está desenvolvendo o Túnel-FET juntamente com Heike Riel.

Híbrido clássico-quântico

Esta é, na verdade, uma abordagem híbrida, ainda um passo aquém de um verdadeiro "transístor atômico", demonstrado recentemente por pesquisadores australianos e finlandeses. Mas justamente isto torna sua adoção mais rápida, uma vez que os processadores poderão ser construídos com FETs e Túnel-FETs convivendo no mesmo chip. "Os protótipos atuais foram construídos em ambiente pré-industrial. Nós podemos razoavelmente esperar vê-los em produção em massa por volta de 2017," disse Ionescu.


segunda-feira, 14 de novembro de 2011

Diodo nanofluídico une mundos eletrônico e biológico



O novo componente é um diodo fluídico, capaz de controlar o fluxo de íons dissolvidos em um fluido - como sódio na água.

Bioeletrônica

Um componente criado por cientistas da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, pode fazer a ponte entre os sistemas eletrônicos e o mundo biológico. Se é verdade que os computadores biológicos vieram mesmo para ficar, é essencial criar formas de interligar os novos computadores orgânicos com os computadores inorgânicos tradicionais. Este é o campo emergente da bioeletrônica, que já é uma realidade nas interfaces neurais, nas próteses robóticas acionadas pelo pensamento e em vários outros dispositivos biomecatrônicos. "Em última instância, isto nos dá uma ferramenta para criar interfaces eletrônico-biológicas reais," afirmou Mark Reed, coordenador da pesquisa.

Diodo fluídico

O novo componente é um diodo fluídico, capaz de controlar o fluxo de íons dissolvidos em um fluido - como sódio na água. Ele poderá servir como elemento para a construção de circuitos em larga escala capazes de gerenciar o fluxo e a concentração de íons e moléculas, de forma parecida com o que ocorre no mundo biológico. Isto tem aplicações tecnológicas em áreas muito variadas, incluindo baterias de fluxo, sistemas de dessalinização, células a combustível, biochips e várias outras.

Controle de fluxo

O diodo fluídico usa uma corrente elétrica para controlar a direção na qual os íons podem fluir, além da concentração de íons que pode passar pelo componente. Feito de silício e óxido de silício, o diodo mede 20 nanômetros de altura, o que o torna um nanodiodo. Seu nome técnico é FERD: field-effect reconfigurable nanofluidic diode, diodo nanofluídico de efeito de campo reconfigurável.

Fonte: Inovação Tecnológica

domingo, 6 de novembro de 2011

Tabela de fios

Coloquei na pasta "Circuitos" uma tabela de fios que saiu na revista Monitor de Rádio e TV e pode ser baixado aqui.
Como a digitalização que tenho não está boa eu resolvi colocar tudo em uma tabela do exel, já que não é muito grande.

terça-feira, 1 de novembro de 2011

Transistores de algodão abrem caminho para roupas eletrônicas



As fibras de algodão (de cor escura) são usadas para controlar o funcionamento de um LED.


Roupas eletrônicas

Há cerca de um ano, uma equipe da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, criou fibras de algodão capazes de conduzir eletricidade. Isto abriu pela primeira vez a possibilidade de criar roupas inteligentes sem a necessidade de misturar fios metálicos com as fibras durante o processo de tecelagem. Agora, a equipe do Dr. Juan Hinestroza deu um salto rumo não apenas a roupas dotadas de alguma compatibilidade com os equipamentos eletrônicos, mas roupas que verdadeiramente incorporem os circuitos eletrônicos.

Equipamentos eletrônicos de vestir

A equipe de Hinestroza usou seus fios eletrificados de algodão como base para criar transistores totalmente funcionais. "A criação de transistores de fibras de algodão abre a perspectiva para a integração total dos eletrônicos com os tecidos, permitindo a criação de equipamentos eletrônicos de vestir," afirmou o pesquisador. Entre as possibilidades para o curto prazo, o pesquisador aponta tecidos capazes de monitorar a temperatura do corpo, aquecendo-se ou resfriando-se automaticamente em resposta a essas variações de temperatura. Os primeiros circuitos eletrônicos de vestir, segundo ele, deverão ser monitores biomédicos, para acompanhar o ritmo cardíaco e a pressão sanguínea de pacientes, assim como monitores físicos para atletas de ponta. "Talvez um dia nós possamos até mesmo construir computadores de fibras de algodão de forma similar ao quipu, um instrumento de registro contábil baseado em nós usado pelo império Inca, no Peru," afirma o pesquisador.

Transistores de algodão

A técnica usa uma mistura de nanopartículas de ouro e polímeros condutores e semicondutores para ajustar o comportamento das fibras naturais de algodão. Esses polímeros, frutos da chamada eletrônica orgânica, são os responsáveis pelo salto em relação aos fios eletrificados de algodão, demonstrados anteriormente, e foram obtidos em colaboração com equipes italianas e francesas. A nova mistura permitiu a criação de um revestimento perfeito da superfície irregular dos fios naturais de algodão, permitindo ajustar suas propriedades eletrônicas. As camadas de revestimento são aplicadas umas sobre as outras, mas cada uma delas é tão fina que mesmo o conjunto todo não chega a afetar a flexibilidade do algodão. Os pesquisadores demonstraram o funcionamento de dois tipos de transistores, o mais tradicional transístor de efeito de campo e um transístor eletroquímico orgânico, também já usado industrialmente.