Pela primeira vez, uma equipe do Instituto de Tecnologias Avançadas da Universidade de Surrey (Reino Unido) demonstrou propriedades de resistência negativa em um diodo túnel ressonante, à base de carbono amorfo.

Trata-se de uma inovação que oferece perspectivas de elaboração de sistemas eletrônicos de baixo custo sobre grandes superfícies e operando a freqüências da ordem do GigaHertz. Hoje em dia bastante desenvolvida para utilização sobre as telas planas, a eletrônica de materiais amorfos se aplica a extensas áreas, com a grande vantagem de um preço de fabricação bastante baixo em relação a outras tecnologias usadas.

Símbolo utilizado para representar um diodo tipo túnel.

Entretanto, a velocidade de trabalho desse tipo de sistema está limitada pela fraca mobilidade dos elétrons na rede amorfa. De fato, um material amorfo apresenta uma rede cristalina completamente desordenada, ao contrário de um monocristal, o que reduz fortemente o comprimento de difusão de um elétron no material.

A inovação da equipe da Universidade de Surrey chegou para permitir, graças ao efeito túnel, criar uma resistência negativa, acelerando a velocidade dos elétrons. Além disso, essa tecnologia pode se aplicar a suportes plásticos, graças a temperaturas de deposição de carbono pouco elevadas (da ordem da temperatura ambiente).

O fenômeno quântico de efeito túnel intervém quando um objeto quântico, como um elétron, supera uma barreira de potencial superior à sua energia, superação impossível em mecânica clássica.

A energia da partícula decresce de maneira exponencial com a largura da barreira e a distância torna-se, então, bastante limitada. Entretanto, controlando os níveis de energia através da barreira de potencial, é possível criar um ressonador eletrônico. Para uma determinada voltagem obter-se-á uma resistência negativa ou os elétrons atravessarão mais facilmente o dispositivo.

A grande performance da equipe de Surrey foi a de ter podido fabricar um sistema com camadas de alguns nanômetros de espessura. A estrutura em tripla camada, por sua composição e espessura, permite controlar a energia do elétron.

Os diodos túnel ressonantes foram amplamente estudados para semicondutores cristalinos altamente ordenados, tal como o arseneto de gálio (GaAs), o qual detém o recorde do sistema eletrônico de freqüência mais rápido demonstrado.

As tentativas precedentes de elaboração de uma resistência negativa com um material amorfo demonstraram-se infrutíferas. Há cinco anos, parte desse projeto tem sido subvencionada pelo Carbon Based Eletronics Programmes (Programa para a Eletrônica Baseada em Carbono), do Engineering and Physical Sciences Research Council (Conselho de Pesquisa para as Ciências Físicas e Engenharia, EPSRC).

Universidade de Surrey News (http://www.ati.surrey.ac.uk/), January 10, 2006 (Tradução - MIA).

Nota do Managing Editor: a ilustração aqui apresentada não consta da matéria original, tendo sido obtida em www.google.com.

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