Transístor quântico mais próximo da aplicação prática

[Furabilhas]

O TFET é um novo tipo de transístor FET (transístor de efeito de campo) que usa o fenómeno quântico do tunelamento,
pelo qual os electrões atravessam uma barreira sólida do material.
[Imagemeblina Sarkar et al. - 10.1038/nature15387]

Transístor quântico
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A molibdenita, já próxima do uso industrial, ampliou ainda mais a vantagem em relação ao seu parente mais famoso, o grafeno.
Deblina Sarkar e seus colegas da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, nos EUA, construíram um transístor de molibdenita que opera com uma tensão de apenas 0,1 V.
Isto abre o caminho para criar circuitos integrados extremamente densos - com muitos transístores por área, com baixo consumo de energia e baixa dissipação de calor, sem falar em equipamentos portáteis cujas baterias poderão durar semanas.
Trata-se de um novo tipo de transístor FET (transístor de efeito de campo, na sigla em inglês) que usa o fenómeno quântico do tunelamento, pelo qual os electrões atravessam uma barreira sólida do material.
Este novo tipo de transístor é chamado TFET (transístor de efeito de campo por tunelamento), sendo essencialmente um "transístor quântico".
Em vez de usar uma corrente elétrica para controlar outra corrente elétrica que passa por uma barreira de potencial, o transístor TFET controla a quantidade de corrente que pode tunelar pela barreira de potencial, algo que exige uma tensão de operação muito menor e funciona consumindo uma potência 90% inferior ao actual FET.

Transístor TFET
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O resultado é que este é o primeiro transístor monocamada a romper com o limite teórico dos transistores FET, que operam abaixo dos 60 mV por década, um objetivo longamente perseguido pela ITRS (associação que reúne os maiores fabricantes de semicondutores do mundo).
A unidade "volts por década de corrente" refere-se à quantidade de energia necessária para polarizar o electrodo para obter o efeito desejado, e uma década representa uma ordem de grandeza na escala de densidade de corrente (por exemplo, 103 para 104 A/cm2).
A porção activa do TFET é uma camada de sulfeto de molibdénio de apenas duas moléculas de espessura (1,3 nanómetro), depositada como um substrato do semicondutor de germânio, que funciona como electrodo.
Assim como o grafeno, a molibdenita é um material unidimensional, formado por uma única camada atómica.
Em rigor, o que se convencionou chamar de molibdenita é uma família de materiais, chamados calcogenetos amorfos, que incluem a molibdenita propriamente dita, ou dissulfeto de molibdénio (MoS2), o dissulfeto de tungsténio (WS2), o disseleneto de tungsténio (WSe2) e outros.