terça-feira, 1 de fevereiro de 2011
Molibdenita supera silício e grafeno na eletrônica
Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/02/2011
Este modelo digital mostra como a molibdenita pode ser integrada para formar um transístor.[Imagem: EPFL]
Sucessor do silício?
Seu nome é molibdenita e pouca gente na indústria eletrônica já havia prestado atenção nesse mineral barato e bastante abundante.
Agora, cientistas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, descobriram que a molibdenita não apenas é um material semicondutor como também supera o silício por um estonteante fator de 100.000.
E, segundo eles, talvez seja melhor rever as apostas no grafeno como sucessor do silício: a molibdenita supera também a sensação da nanotecnologia no momento.
Molibdenita
Quimicamente, a molibdenita é um dissulfeto de molibdênio, criada pela união de dois átomos de enxofre e um de molibdênio - seu símbolo químico é MoS2.
Abundante na natureza, este mineral tem sido usado em ligas de aço e como aditivo em lubrificantes. Isso porque suas características físicas e seu comportamento é muito similar ao do grafite, formado por folhas sobrepostas que se soltam facilmente.
Tanto que a "técnica" usada pelos cientistas para coletar sua folha monocamada de molibdenita foi a mesma que os ganhadores do Prêmio Nobel de Física usaram para coletar o grafeno: um pedaço de fita adesiva é pressionada sobre o cristal bruto do mineral e pronto - lá está o seu novo material revolucionário.
O grafeno tem sido estudado para inúmeras aplicações desde a sua descoberta, e os transistores de grafeno estão entre os mais rápidos do mundo - veja, por exemplo, Transístor de grafeno bate recorde mundial de velocidade.
Mas a molibdenita nunca havia sido estudada em detalhes com vistas a aplicações em eletrônica.
100.000 vezes melhor do que o silício
"[A molibdenita] é um material bidimensional, muito fino e fácil de usar em nanotecnologia. Ele tem potencial real para a fabricação de transistores muito pequenos, diodos emissores de luz (LEDs) e células solares," afirmou Andras Kis, um dos autores da descoberta.
O grupo comparou as vantagens desse "material redescoberto" com o silício, o material padrão da eletrônica, e com o promissor grafeno.
Uma das vantagens da molibdenita é que ela é menos volumosa do que o silício: "Em uma folha com 0,65 nanômetro de espessura de MoS2, os elétrons podem se mover tão facilmente quanto em uma folha de silício de 2 nanômetros de espessura," explica Kis.
Segundo ele, atualmente não é possível fabricar uma folha de silício tão fina quanto uma monocamada de MoS2.
Outra vantagem da molibdenita é que ela pode ser usada para fabricar transistores que consomem 100.000 vezes menos energia do que os transistores atuais de silício - um cálculo feito quando os dois estão energizados, mas em estado de espera.
Este é um cristal de molibdenita, onde se pode observar sua estrutura em forma de camadas sobrepostas e facilmente destacáveis. [Imagem: Karelj/Wikipedia]
Melhor do que o grafeno
Finalmente, a chamada bandgap - a diferença de energia entre os elétrons da camada de condução e da camada de valência - da molibdenita é de meros 1,8 elétron-volt, o que a torna ideal para uso em transistores.
Esse hiato entre as camadas, ou bandas, é uma forma que os físicos usam para representar a energia dos elétrons em um determinado material. Os semicondutores possuem espaços "vazios", sem elétrons, entre essas bandas - estes são os chamados hiatos de banda, ou bandgaps.
A largura desse hiato é crítica para o desempenho de um material semicondutor porque, se ela não for nem muito estreita e nem muito larga, alguns elétrons podem saltar sobre ela.
Isso dá um grande nível de controle sobre o comportamento elétrico do material, que pode ser ligado e desligado mais fácil e mais rapidamente. Esse ligar e desligar resulta na chamada velocidade de chaveamento do transístor - quanto mais veloz, mais rápidos serão os chips construídos com eles.
E é aí que a molibdenita supera o grafeno.
Apesar de ter propriedades suficientes para ser considerado pela maioria dos cientistas como o material eletrônico do futuro, o grafeno não possui uma "bandgap", sendo necessário usar alguns truques para fazê-lo operar em níveis interessantes para a eletrônica - veja Semicondutor ajustável abre novas fronteiras na eletrônica.
Transístor de molibdenita
O transístor de molibdenita construído pelos pesquisadores nasceu quando a fita adesiva que coletou o novo material foi pressionada sobre uma pastilha de silício dopada com uma camada de 270 nanômetros de SiO2.
O nanotransístor também utiliza uma camada de 30 nanômetros de óxido de háfnio, um material de elevada constante dielétrica (high-k) que tem-se tornado o "ingrediente milagroso" dos transistores mais modernos.
Bibliografia:
Single-layer MoS2 transistors
B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, A. Kis
Nature Nanotechnology
30 January 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2010.279
Fonte: Inovação Tecnológica
Ativista da internet quer comprar um satélite artificial
Da New Scientist - 31/01/2011
Este é o satélite, visto aqui antes do lançamento, que os ativistas desejam comprar.[Imagem: TerreStar]
Kosta Grammatis parece estar levando mesmo a sério sua defesa de uma internet para todos.
Certo de que o acesso à rede mundial é um "direito humano básico", o ativista quer nada menos do que comprar um satélite artificial, para levar conteúdo para quem precisar, e de graça.
A revista New Scientist fez uma entrevista com Grammatis.
Você quer comprar um satélite de comunicações que está em órbita ao redor da Terra. Por quê?
Para levar o acesso à internet para milhões de pessoas que não podem, atualmente, se conectar.
Como comprar um satélite pode ajudar quando bilhões de pessoas que não têm telefones ou computadores para acessar a internet?
O custo da computação continua a diminuir substancialmente. Na Índia, por exemplo, eles estão lançando o laptop de US$ 12.
Algumas pessoas nos países em desenvolvimento gastam metade do seu rendimento em telefones celulares por causa do valor que as telecomunicações agregam às suas vidas.
Se o acesso à internet fosse livre, as pessoas iriam encontrar uma maneira de obter equipamentos para usá-la.
Você tem um satélite em particular em mente?
Nossa organização, a ahumanright.org, por enquanto está pensando em reciclar um satélite já existente.
Em 2009, ficamos sabendo que a empresa TerreStar estava sendo retirada da bolsa de valores NASDAQ. Na época eles possuíam o maior satélite de comunicações já lançado.
Nós pensamos que seria uma oportunidade única, se eles declarassem falência, comprar o satélite deles.
Quando a empresa entrou com o pedido de concordata, em outubro do ano passado, lançamos a buythissatellite.org para viralizar a iniciativa.
Onde está o satélite agora? Ele não teria de ser movido?
O TerreStar-1 está atualmente na longitude da América do Norte. Se o comprarmos vamos levá-lo para [cobrir] um país que careça de acesso à internet e usá-lo para fornecer acesso lá.
Todo satélite tem propulsores que permitem que ele seja movido.
Quais são os principais desafios para a compra do satélite?
São financeiros.
A iniciativa "Compre este Satélite" tem uma meta de levantar US$ 150.000.
Isso não vai comprar o satélite, mas vai iniciar o processo. Os recursos serão utilizados para um estudo de viabilidade a ser entregue a investidores e para iniciar o processo legal de apresentar uma proposta para a compra do satélite.
Até agora, nós levantamos US$30.957, de 570 doadores. A resposta tem sido incrível. [Na última visita ao site o valor estava em $34.532,00, de 611 doadores.]
Por que você argumenta que o acesso à internet é um direito humano?
No momento, a internet é o principal meio de acesso à informação.
O Artigo 19 da Declaração Universal dos Direitos Humanos afirma que todos têm o direito de "ter opiniões sem interferência e de procurar, receber e difundir informações e ideias por quaisquer meios e independentemente de fronteiras".
Todos nós conhecemos o ditado "Você pode dar um peixe a um homem ..." Se você der a alguém a internet, e ensiná-lo a usá-la, ele poderá aprender qualquer coisa que quiser.
O acesso à educação, à saúde e à água potável não é mais importante?
O acesso à internet, e às informações que ela detém, facilita a educação, a saúde e o acesso à água potável.
A tele-educação ajuda as crianças a aprender em zonas rurais, a telemedicina permite aos médicos tratarem os doentes de qualquer lugar do mundo, e projetos online como o charitywater.org ajudam as pessoas a obterem acesso à água potável.
Fonte: Inovação Tecnológica
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