Conheça o grafeno, material que promete substituir o silício na fabricação de componentes eletrônicos

Constituído por uma folha microscópica de grafite, o material é capaz de atingir frequências que podem passar dos 500 GHz.

O silício, material utilizado em grande quantidade para a fabricação de processadores e outros componentes eletrônicos, parece estar com seus dias contados. Embora a cada ano surjam dispositivos mais eficientes, as limitações do material se tornam cada vez mais evidentes aos olhos dos desenvolvedores.
Nos últimos anos, a tendência para obter equipamentos melhores foi apostar na miniaturização dos componentes. Porém, conforme essa tecnologia mostra sinais de desgaste e se torna mais difícil alcançar desempenhos mais elevados, aumentam os esforços na busca por materiais baratos que sejam capazes de substituir o silício.

 

A aposta de material para os componentes do futuro é o grafeno, uma forma pura de carbono descoberta em 2004. Enquanto o silício suporta no máximo frequências entre 4 a 5 GHz, esse valor pode passar dos 500 Ghz caso o material utilizado seja o grafeno, devido às particularidades do material.
O Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveu um chip que tem o grafeno como base, capaz de multiplicar frequências. Após cruzar o chip, foi possível dobrar a frequência de um sinal eletromagnético, o que abre a possibilidade de criar componentes eletrônicos muito mais eficientes.

O que é o grafeno?

 

O grafeno é constituído por uma camada extremamente fina de grafite, o mesmo material encontrado em qualquer lápis comum. O que torna o material especial é a estrutura hexagonal com que seus átomos individuais estão distribuídos, que gera uma folha plana que, se enroladas, geram nanotubos de carbono.
Em um transistor, uma pequena corrente elétrica é utilizada para controlar uma porta por onde passa uma corrente muito maior: o componente funciona como uma chave que liga ou desliga a corrente conforme a necessidade do dispositivo.
Como o grafeno é um material extremamente fino e que permite que cargas elétricas fluam com facilidade, se mostra como uma alternativa ao silício na construção de transistores ainda mais eficientes.
Além de servir para a construção de transistores e multiplicadores de frequência, já se cogita utilizar o grafeno como substituto para o índio, material raro utilizado para a fabricação de televisores OLED.

Tecnologia sem prazo para virar padrão

O maior desafio enfrentado pelos desenvolvedores que apostam na nova tecnologia é conseguir tornar viável o processo de fabricação em larga escala. Como as folhas de grafeno possuem somente um átomo de espessura, a maioria dos componentes testados até o momento só foram possíveis por terem sido desenvolvidos em ambientes de laboratório.
Porém, tudo aponta que nos próximos anos haverá uma substituição gradual do silício pelo grafeno, como apontam as pesquisas feitas pelo Laboratório Nacional de Física, do Reino Unido.
Utilizando a mesma técnica utilizada para o crescimento de cristais, os pesquisadores foram capazes de desenvolver amostras de grafeno com 50 milímetros quadrados – pouco menor do que os processadores encontrados no mercado, e suficiente para a fabricação de componentes eletrônicos como transistores.