nanoeletrônica

A nanoeletrônica é um campo da eletrônica e da ciência dos materiais que estuda dispositivos e circuitos operando em escalas nanométricas, tipicamente entre 1 e 100 nanômetros. Nesses comprimentos, efeitos quânticos e o confinamento de portadores influenciam o comportamento elétrico, exigindo modelos e técnicas diferentes das usadas em componentes convencionais.

Materiais comuns incluem grafeno, nanotubos de carbono, pontos quânticos e nanofios, bem como semicondutores como silício e materiais III–V. Dispositivos típicos são transistores de efeito de campo nanométricos, transistores de elétron único, memristores e sensores em nanoescala.

A fabricação envolve estratégias top-down, como litografia por feixe de elétrons e litografia óptica de alta resolução, e bottom-up, com autoorganização de nanomateriais e montagem molecular, visando alta densidade de integração e controle de defeitos.

Aplicações potenciais incluem computação de alto desempenho, memória de alta densidade, sensores biomédicos e ambientais, bem como dispositivos optoeletrônicos e de comunicação em escalas reduzidas.

Desafios incluem variabilidade de propriedades, dissipação de calor, estabilidade térmica, confiabilidade e custos de fabricação, além da integração com tecnologias CMOS existentes e da escalabilidade de produção.

História e perspectivas: o campo evoluiu desde pesquisas em nanociência nas décadas de 1980 e 1990, com avanços em características de nanoescala e transistores cada vez menores. Hoje, a nanoeletrônica busca alternativas ao silício para reduzir o consumo de energia e aumentar a densidade de integração, explorando materiais avançados, dispositivos quânticos e computação neuromórfica.