O que é um nanotransistor?
Os transistores são os blocos de construção fundamentais da maioria dos eletrônicos, incluindo todos os computadores e rádios. Um nanotransistor é um transistor cujas dimensões são medidas em nanômetros. Por exemplo, um transistor com um diâmetro de 300 nanômetros (bilionésimos de metro) seria um nanotransistor. Os transistores são usados para comutação e amplificação de sinais eletrônicos. Quando combinados em milhões e bilhões, eles podem ser usados para criar sofisticados processadores de informações programáveis, mais conhecidos como computadores. As empresas de computação e comunicação investem centenas de milhões de dólares em fundos de pesquisa todos os anos para desenvolver transistores menores.
A miniaturização do transistor é a marca registrada de 50 anos de progresso em computadores menores. Em uma tendência conhecida como lei de Moore, o número de transistores que os engenheiros puderam colocar em um chip de tamanho fixo dobrou consistentemente a cada 18 a 24 meses. Assim, toda a história da computação consistiu em muitas dezenas de duplicações. Infelizmente para a indústria de computação, no entanto, essa tendência não pode ser mantida para sempre - o pequeno tamanho dos transistores atuais está começando a se opor às leis da física.
Os esforços para fabricar um nanotransistor menor são um impulso para cumprir a lei de Moore e fornecer eletrônicos melhores e mais rápidos aos clientes. A fotolitografia convencional oferece limites para a fabricação de um nanotransistor pequeno, de modo que novas abordagens estão sendo tentadas, incluindo o uso de micróbios e a lenta deposição de vapor químico para sintetizar componentes do transistor. O esforço para fabricar nanotransistores está na vanguarda da nanotecnologia.
Em novembro de 2001, os cientistas do Bell Labs deram um grande passo em frente em direção aos nanotransistores menores com a fabricação de nanotransistores endereçáveis individualmente na escala de uma molécula individual. Esses dispositivos são tão pequenos que cerca de 10 milhões podem caber na cabeça de um alfinete. O desafio de criar eletrodos minúsculos para esses transistores foi resolvido usando a montagem automática - reunindo moléculas em uma determinada mistura que faz com que elas se combinem e se montem sem a intervenção direta do engenheiro. Infelizmente, porém, essa abordagem ainda é experimental e ainda não é viável para a fabricação em massa.
Em janeiro de 2008, outro marco no desenvolvimento de nanotransistores foi realizado por cientistas da Universidade de Illinois, quando construíram um rádio nanotransistor cujos componentes ativos são feitos exclusivamente a partir de nanotubos de carbono. Nanotubos de carbono são materiais extremamente flexíveis, com força e utilidade incomparáveis em eletrônicos.
Como os nanotransistores são muito pequenos, seu comportamento não pode ser inteiramente descrito pelas teorias atuais. Portanto, esforços estão em andamento para desenvolver novas teorias que possam ser aplicadas à nanoescala.