Contexto da descoberta
O silício tem sido a base das inovações em tecnologia de semicondutores, permitindo a miniaturização de transistores de efeito de campo (FETs) ao longo das últimas décadas. No entanto, à medida que os dispositivos de silício diminuem, sua performance começa a se degradar. Materiais 2D, com espessura atômica e alta mobilidade de portadores, oferecem uma alternativa com potencial promissor para superar esses desafios.
Métodos e resultados
Na pesquisa, os cientistas empregaram dois materiais 2D distintos: dissulfeto de molibdênio (MoS2) para transistores n-type e disseleneto de tungstênio (WSe2) para transistores p-type. Utilizando um processo de deposição química de vapor orgânico metálico (MOCVD), os pesquisadores fabricaram mais de 1.000 transistores de cada tipo, crucial para a construção do circuito lógico CMOS.
“Nós demonstramos, pela primeira vez, um computador CMOS construído inteiramente a partir de materiais 2D”
(“We have demonstrated, for the first time, a CMOS computer built entirely from 2D materials.”)— Saptarshi Das, Professor, Penn State
A nova arquitetura do computador funciona com baixa tensão de alimentação e baixo consumo de energia, sendo capaz de executar operações lógicas simples a frequências de até 25 kilohertz. Embora essa frequência seja inferior à dos circuitos CMOS de silício convencionais, o computador, conhecido como computador de conjunto de instrução único, ainda é um progresso significativo.
Implicações e próximos passos
Os pesquisadores também desenvolveram um modelo computacional para projetar o desempenho do computador CMOS 2D, comparando-o com tecnologias de silício de última geração. Um aspecto essencial do trabalho é a combinação de materiais que, até então, apresentava dificuldades em escalabilidade para circuitos complexos.
“Este trabalho marca um marco significativo na utilização de materiais 2D para avançar o campo da eletrônica”
(“this work marks a significant milestone in harnessing 2D materials to advance the field of electronics.”)— Subir Ghosh, Estudante de doutorado, Penn State
O impacto prático desta pesquisa pode ser profundo, uma vez que sugere um caminho para futuras inovações na eletrônica, acompanhadas de uma melhor eficiência energética e desempenho aprimorado. A continuação dos esforços para otimizar esta tecnologia poderá abrir novas vias de pesquisa e desenvolvimento no campo dos semicondutores.
Fonte: (sci.news– Ciência & Descobertas)
