Equipe nos EUA conseguiu criar dispositivo de grafeno que alcança os 100 GHz

Japoneses propõem método para produzir material em grande escala aproveitando indústria atual do silício; uso computacional vai demorar

REINALDO JOSÉ LOPES
DA REPORTAGEM LOCAL

O reinado do silício nos dispositivos eletrônicos ainda está longe de terminar, mas dois novos estudos sugerem que o grafeno, material-irmão do prosaico grafite usado em lápis e lapiseiras, começa a virar um candidato sério ao trono. Equipes dos EUA e do Japão criaram um transistor um bocado eficiente baseado em grafeno e otimizaram o processo de produzi-lo em escala industrial.
Desde a primeira vez que o material foi descrito por cientistas, em 2004, suas propriedades únicas ficaram claras.
Grosso modo, o grafite dos lápis pode ser descrito como um cristal, formado pelo conjunto de várias camadas sobrepostas de átomos do elemento químico carbono. Quando apenas uma dessas camadas é fatiada, o que se consegue é uma folha de grafeno, com espessura de apenas um átomo.
Com essa configuração, o grafeno ganha o que os físicos chamam de alta mobilidade de carga. Isso significa que os elétrons que transmitem informação num dispositivo trafegam com especial facilidade pelo grafeno -mais desimpedidos do que se vê num circuito tradicional de silício, por exemplo.
"Em relação à mobilidade de carga, o grafeno se comporta como um semimetal. Isso significa que ele consegue transferir carga com facilidade, mesmo com poucos canais para os elétrons atravessarem, e é isso que o torna tão interessante", diz o físico Thiago Martins, pós-doutorando da USP que estuda as propriedades do material. E tudo isso ocorre à temperatura ambiente, ao contrário de outros materiais, que precisam ser resfriados a temperaturas baixíssimas para que se comportem dessa maneira.

Desempenho
O grupo coordenado por Yu-Ming Lin e Phaedon Avouris, ambos do Centro de Pesquisas T.J. Watson, da empresa IBM, combinou camadas de grafeno com SiC (carbeto de silício, que une esse elemento com o carbono) para montar transistores de excelente desempenho. Eles alcançam frequências de 100 GHz (gigahertz), contra apenas 40 GHz dos similares feitos da maneira tradicional, publicando os resultados na prestigiosa revista americana "Science".
Já a equipe de Hirokazu Fukidome, da Universidade Tohoku, no Japão, conseguiu façanha parecida usando diretamente bases de silício, e não de SiC, o que facilitaria a produção industrial de dispositivos de grafeno. Os dados devem ser submetidos em breve para publicação numa revista científica, disse Fukidome à Folha.
"Alcançar os 100 GHz é importante. Além disso, os dispositivos feitos até agora usavam flocos de grafeno muito pequenos, que eram depositados de superfície de silício. Agora, eles chegaram a fatias de duas polegadas. Então, esses resultados colocam o grafeno num novo degrau rumo à aplicação", diz o físico Flávio Plentz Filho, da UFMG (Universidade Federal de Minas Gerais). "Mas ainda não é o Santo Graal", ressalva.
Uma barreira para o uso da tecnologia em computadores é a necessidade de obter dois estados do transistor, ligado ou desligado -equivalentes aos números 0 e 1 usados nas operações computacionais. "O grafeno nunca zera, ele sempre mantém um mínimo de condutividade", diz Plentz Filho. "Mas já há várias propostas para contornar isso." Em aparelhos nos quais não há essa necessidade, como alguns de comunicação, radar e imagens, o grafeno já pode estar próximo do uso comercial.


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