Como você deve saber, as missões espaciais não vão equipadas com eletrônicos convencionais, desses que tipicamente podemos adquirir em lojas aqui na Terra, uma vez que os aparelhos não resistiriam à radiação e aos rigores do espaço. Os dispositivos precisam ser projetados especialmente para as funções que vão exercer e receber blindagem para não sucumbirem à radiação, o que, além de ter custo elevado, torna a criação de eletrônicos mais lenta e resulta no surgimento de tecnologias que não são necessariamente de ponta.
No entanto, um time de cientistas da NASA vem realizando testes com transistores a vácuo em nanoescala que podem ajudar no surgimento de dispositivos eletrônicos mais tecnologicamente avançados, eficazes e estáveis para a participação em missões espaciais – e, claro, capazes de sobreviver às duras condições do espaço.
Transístores a vácuo
Há algumas décadas, a indústria de eletrônicos chegou a trabalhar com tubos a vácuo no desenvolvimento de dispositivos, mas essa tecnologia acabou sendo substituída pelos transístores semicondutores e, hoje, raramente vemos os tubos sendo utilizados. Entretanto, no que diz respeito ao desenvolvimento de aparelhos para serem usados no espaço, os tubos apresentam várias vantagens sobre os transístores, como ter maior estabilidade em ambientes extremos, permitir que o eletrônico opere de forma mais rápida e ter uma melhor proteção a ruídos.
Então, a equipe da NASA começou a trabalhar com transístores de canal a vácuo em nanoescala que podem ser fabricados em wafers – ou bolachas semicondutoras – de carbeto de silício através das técnicas em uso atualmente pela indústria eletrônica. Mais especificamente, o time empregou um processo semelhante ao utilizado para a montagem dos chamados MOSFETs, ou transístores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico. Mas com uma diferença: em vez de usar um canal semicondutor entre o coletor e o emissor, como ocorre nos MOSFETs, os cientistas utilizaram um canal vazio.
Além disso, outra coisa que o time fez foi que, em vez de posicionar os transístores na horizontal, como aconteceu em testes anteriores, os pesquisadores usaram os nanotransístores a vácuo com porta cercada por silício na vertical e, com isso, conseguiram que os elétrons se movimentassem de forma mais rápida do que em semicondutores, já que, como o canal estava vazio, a dispersão que normalmente ocorre na rede do semicondutor foi eliminada.
Computadores espaciais
O resultado é que, tanto a velocidade de operação como a frequência dos aparelhos equipados com esse sistema aumenta. E esse avanço é significativo, visto que a produção desse tipo de nanotransístor poderia se popularizar e dar origem a alternativas viáveis para o desenvolvimento de componentes mais eficientes para dispositivos eletrônicos.
No caso dos nanotransístores testados pelos pesquisadores da NASA, eles foram fabricados em wafers de carbeto de silício de 150 mm e, segundo avaliaram, o sistema é capaz de oferecer uma estabilidade significativamente maior no longo prazo e resistir à radiação, o que consiste em vantagens óbvias em se tratando de eletrônicos projetados para missões espaciais ou que serão submetidos a condições extremas.
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