{"id":461,"date":"2012-01-07T21:32:53","date_gmt":"2012-01-08T00:32:53","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/universofisico\/?p=461"},"modified":"2012-01-07T21:32:53","modified_gmt":"2012-01-08T00:32:53","slug":"nanofio-pode-salvar-industria-de-computadores","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/2012\/01\/07\/nanofio-pode-salvar-industria-de-computadores\/","title":{"rendered":"Nanofio pode salvar ind\u00fastria de computadores"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Nos anos 1960, um dos fundadores da Intel, Gordon Moore, notou uma tend\u00eancia na ind\u00fastria eletr\u00f4nica, que de t\u00e3o bem comportada ganhou o nome de “lei de Moore<\/a>“: o n\u00famero de transistores que cabem dentro de um chip de circuito integrado dobra a cada dois anos mais ou menos. Essa miniaturiza\u00e7\u00e3o fren\u00e9tica chegou ao ponto que os componentes da \u00faltima gera\u00e7\u00e3o de microchips tem um tamanhos de 22 nan\u00f4metros, isto \u00e9, apenas 100 vezes o espa\u00e7amento entre os \u00e1tomos do cristal de sil\u00edcio de que s\u00e3o feitos. <\/span><\/p>\n

Com os componentes chegando perto da escala at\u00f4mica, a lei de Moore est\u00e1 pr\u00f3xima de ser quebrada. Isso porque as leis cl\u00e1ssicas da eletr\u00f4nica, que tratam os el\u00e9trons da corrente el\u00e9trica como bolinhas, n\u00e3o devem funcionar direito na escala at\u00f4mica, em que os el\u00e9trons tamb\u00e9m podem se comportar como ondas, interferindo uns com os outros. Al\u00e9m disso, f\u00edsicos e engenheiros esperam que \u00e0 medida que a espessura dos fios interconectando os componentes dentro dos microchips ultrapasse a marca dos 10 nan\u00f4metros, a sua resist\u00eancia – uma medida de quanto o material impede o movimento dos el\u00e9trons da corrente el\u00e9trica – aumentar\u00e1 exponencialmente devido ao aumento da raz\u00e3o entre \u00e1rea e volume dos fios – os el\u00e9trons na superf\u00edcie dos fios perderiam muito mais energia para o meio externo. A ind\u00fastria eletr\u00f4nica precisaria reformular todo o seu processo de produ\u00e7\u00e3o ao alcan\u00e7ar essa escala.<\/span><\/p>\n

Mas de acordo com uma pesquisa publicada ontem na revista Science<\/a>, parece que a lei de Moore pode ser mantida por mais duas ou tr\u00eas gera\u00e7\u00f5es a mais do que se pensava. Uma equipe internacional de onze pesquisadores coordenada por Bent Weber e Michelle Simmons da Universidade da Nova Gales do Sul, Austr\u00e1lia, conseguiu criar nanofios feitos de at\u00e9 quatro fileiras de \u00e1tomos de f\u00f3sforo (1,5 nan\u00f4metro de largura). O f\u00f3sforo tem um el\u00e9tron a mais que o sil\u00edcio, funcionando como um fio condutor de eletricidade imerso em um cristal de sil\u00edcio. Surpreendentemente, a resist\u00eancia desses fios n\u00e3o cresce exponencialmente mas linearmente, obedecendo a cl\u00e1ssica lei de Ohm, V = RI, onde V \u00e9 o potencial el\u00e9trico entre as extremidades do fio, I \u00e9 a corrente el\u00e9trica e a constante R \u00e9 a resist\u00eancia. A leis da eletr\u00f4nica cl\u00e1ssica tamb\u00e9m ditam que R \u00e9 proporcional ao comprimento do fio e inversamente proporcional a sua \u00e1rea.<\/span><\/p>\n

Para criar os nanofios, os pesquisadores esculpiram v\u00e1rios canais nanom\u00e9tricos em um cristal de sil\u00edcio, usando a ponta de um microsc\u00f3pio de varredura por tunelamento para depositar os \u00e1tomos de f\u00f3sforo nesses canais. Em seguida, cobriram tudo com outra camada cristalina de sil\u00edcio, isolando os nanofios de efeitos de superf\u00edcie que poderiam diminuir suas propriedades condutoras.<\/span><\/p>\n

Os cinco fios de comprimentos diferentes produzidos obedeceram a leis convencionais da eletr\u00f4nica, conduzindo eletricidade com uma efici\u00eancia compar\u00e1vel a dos melhores interconectores de cobre usados nos microprocessadores atuais. O segredo da manuten\u00e7\u00e3o da lei de Ohm na escala at\u00f4mica, de acordo com David Ferry, da Universidade Estadual do Arizona, EUA, que escreveu um coment\u00e1rio <\/a>sobre a pesquisa na Science, est\u00e1 na alta densidade de \u00e1tomos de f\u00f3sforo que os pesquisadores obtiveram. O \u00e1tomos de f\u00f3sforos apinhados aumentam a densidade dos el\u00e9trons, o que provoca colis\u00f5es e o espalhamento deles, desfazendo os fen\u00f4menos ondulat\u00f3rios que alterariam a lei de Ohm.<\/span><\/p>\n

Embora valha com uma demonstra\u00e7\u00e3o de que \u00e9 poss\u00edvel estender as leis da eletr\u00f4nica a escalas at\u00f4micas, a t\u00e9cnica usada pelos pesquisadores ainda n\u00e3o pode ser usada em processos industriais, que imprimem circuitos inteiros no sil\u00edcio.<\/span><\/p>\n

Na verdade, grupo de Simmons n\u00e3o est\u00e1 interessado na eletr\u00f4nica convencional. Eles esperam usar os \u00e1tomos individuais de f\u00f3sforo como bits qu\u00e2nticos que poderiam ser interconectados pelos nanofios no circuito de um computador qu\u00e2ntico. Mas Ferry duvida que isso seja poss\u00edvel, uma vez que o fen\u00f4meno ondulat\u00f3rio chamado de coer\u00eancia, destru\u00eddo nos nanofios, \u00e9 essencial para a computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica. <\/span><\/p>\n

Fontes: Nature<\/a>, Sci Am<\/a>, Physics World<\/a>, New Scientist<\/a><\/span><\/p>\n

Refer\u00eancias
\n<\/span>
\nWeber, B., Mahapatra, S., Ryu, H., Lee, S., Fuhrer, A., Reusch, T., Thompson, D., Lee, W., Klimeck, G., Hollenberg, L., & Simmons, M. (2012). Ohm’s Law Survives to the Atomic Scale Science, 335<\/span> (6064), 64-67 DOI: 10.1126\/science.1214319<\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nos anos 1960, um dos fundadores da Intel, Gordon Moore, notou uma tend\u00eancia na ind\u00fastria eletr\u00f4nica, que de t\u00e3o bem comportada ganhou o nome de “lei de Moore“: o n\u00famero de transistores que cabem dentro de um chip de circuito integrado dobra a cada dois anos mais ou menos. Essa miniaturiza\u00e7\u00e3o fren\u00e9tica chegou ao ponto […]<\/p>\n","protected":false},"author":464,"featured_media":467,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"pgc_sgb_lightbox_settings":"","_vp_format_video_url":"","_vp_image_focal_point":[],"footnotes":""},"categories":[17],"tags":[48,57,67,78],"class_list":["post-461","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-universo-quantico","tag-eletronica","tag-fisica-aplicada","tag-lei-de-ohm","tag-nanofios"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/461","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/users\/464"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=461"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/461\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/media\/467"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=461"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=461"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/universofisico\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=461"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}