Cientistas Japoneses Desenvolvem Transistores de Óxido de Índio-Gálio, Superando os Limites do Silício

Cientistas do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio deram um grande salto na superação dos limites físicos da eletrônica moderna. Eles desenvolveram e testaram com sucesso transistores minúsculos fundamentalmente diferentes do silício convencional, abrindo a porta para dispositivos ainda menores e mais poderosos.

O problema central para a microeletrônica atual é que o silício está atingindo seus limites físicos. Reduzir transistores baseados em silício está se tornando cada vez mais difícil à medida que eles começam a perder estabilidade e eficiência. A equipe japonesa encontrou uma alternativa – eles abandonaram completamente o silício para o componente chave de um transistor. Em vez disso, usaram óxido de índio modificado com gálio (InGaOx).

Esses novos transistores mostram alta mobilidade de elétrons – 44,5 cm²/V·s. Embora esse número seja inferior ao dos melhores transistores de silício, ele estabelece um recorde para dispositivos baseados em óxido metálico com uma arquitetura semelhante. O design "gate-all-around" combinado com as propriedades do novo material torna esses transistores candidatos ideais para uma miniaturização radical adicional. Crucialmente, o dispositivo operou de forma estável sob carga por várias horas (quase 3 horas em testes), um fator vital para uso prático.

A principal vantagem é o potencial de criar circuitos integrados com densidade sem precedentes. Quando os transistores de silício inevitavelmente atingirem o limite físico absoluto de miniaturização (que está se aproximando rapidamente), tecnologias como esta baseada em InGaOx poderão entrar em cena, permitindo que muito mais transistores sejam compactados na mesma área do chip. Além disso, ao contrário do silício, os óxidos metálicos podem ser transparentes e depositados em substratos flexíveis. Isso desbloqueia possibilidades para fatores de forma de dispositivos totalmente novos – pense em displays flexíveis, eletrônicos vestíveis ou tecnologia integrada de forma harmoniosa em roupas e interiores.

As descobertas foram apresentadas no prestigiado Simpósio de Tecnologia e Circuitos VLSI de 2025. Embora leve tempo até que esses transistores vejam adoção em massa na eletrônica de consumo (aumentar a produção e integrá-los em processos existentes requer refinamento), a pesquisa deixa uma coisa clara: o futuro da microeletrônica reside na combinação de materiais novos como óxido de índio-gálio com arquiteturas avançadas como gate-all-around.