Pontos quânticos podem substituir silício na produção de eletrônicos

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Pontos quânticos coloidais, assim como os similares cristalinos pontos quânticos, têm seu funcionamento regido pela mecânica quântica. Nanopartículas agrupadas em um núcleo rodeado por moléculas orgânicas, são semicondutores e, por isso, escolhidos por pesquisadores da Universidade da Califórnia e do Laboratório Nacional de Los Alamos (LANL) para tornar seu uso em circuitos uma alternativa à microeletrônica à base de silício.

As duas equipes usaram transístores de pontos quânticos para criar circuitos capazes de executar operações lógicas, combinando semicondutores inorgânicos com a processabilidade química de sistemas moleculares. O resultado foi um circuito CMOS funcional – uma alternativa de baixo custo e ideal para dispositivos eletrônicos complicados, mas que podem ser fabricados por meio de técnicas simples baseadas em soluções alternativas.

Por terem partes inorgânicas e orgânicas, pontos quânticos coloidais combinam as qualidades dos semicondutores com a versatilidade dos sistemas moleculares.Por terem partes inorgânicas e orgânicas, pontos quânticos coloidais combinam as qualidades dos semicondutores com a versatilidade dos sistemas moleculares.Fonte:  Nature Communications/Hyeong Jin Yun et al 

Um circuito CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor, ou semicondutor complementar de óxido metálico) é composto por pares de transistores dos tipos p (positivo) e n (negativo), difíceis de serem produzidos. O CMOS é a tecnologia base para circuitos integrados de microprocessadores, microcontroladores, memórias RAM, chips de memória, sensores de imagem e outros circuitos digitais.

Baixo custo

Porém, fazê-los depende de silício de alta pureza, processado em ambientes assépticos, o que eleva seu preço. A busca por circuitos que possam ser fabricados a baixo custo usando processos químicos tem apresentado alternativas ao uso do silício em microeletrônica, e pontos quânticos coloidais são uma delas.

Para eliminar a toxicidade, os pesquisadores usaram nos cobre e índio nos circuitos.Para eliminar a toxicidade, os pesquisadores usaram nos cobre e índio nos circuitos.Fonte:  Nature Communications/Hyeong Jin Yun et al 

Nos circuitos, foram usados pontos quânticos coloidais de cobre e índio (CuInSe 2), o que não só resolveu o problema da toxicidade como também permitiu alcançar a integração direta de transistores n e p na mesma camada de pontos quânticos – principal problema para produzi-los até agora. Para finalizar o circuito, foi posta uma camada de pontos quânticos no topo dos contatos pré-padronizados.

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