Silício, o coração do mundo eletrônico. (Fonte da imagem: Reprodução/Wikimedia Commons)
O silício é considerado o coração do mundo eletrônico, o que não é nenhum exagero. Esse material está presente em praticamente todos os dispositivos do gênero e dá nome inclusive ao local onde se concentram companhias envolvidas no desenvolvimento tecnológico, o Vale do Silício, na Califórnia, Estados Unidos.
Este elemento químico é um semimetal que, à temperatura ambiente, é encontrado em estado sólido. Ele é abundante na natureza e, além de sua presença nos eletrônicos, aparece também na composição de vidro, granito, argila e, é claro, silicone.
Entretanto, você já deve ter se perguntado sobre os motivos que levaram o silício a “triunfar” diante de outros metais e ser o mais usado na fabricação de microchips. Nós vamos responder isso agora e, indo além, vamos falar um pouco sobre alguns materiais apontados como o seu substituto no futuro.
Isolante e semicondutor
Em uma resposta rápida, podemos afirmar sem pestanejar: o silício é importante por causa da possibilidade de transformá-lo em um semicondutor. Um semicondutor pode servir tanto como condutor de energia quanto como isolante em um microchip, estando presente em basicamente todos os componentes eletrônicos da atualidade.
Em sua forma pura, o silício é um isolante, contudo, após sofrer um processo chamado de dopagem eletrônica, ele se torna um semicondutor e serve perfeitamente aos propósitos da eletrônica na atualidade. A dopagem consiste em adicionar impurezas metálicas (como índio ou fósforo) a um elemento químico para dar a ele propriedades de semicondução.
Circuito eletrônico. (Fonte da imagem: Reprodução/Wikimedia Commons)
Além disso, nem só de semicondutores vive um microchip, mas também de isolantes. Como o silício pode apresentar ambas as características, dependo apenas da manipulação que sofre no processo de concepção de um chip, seu uso se torna ainda mais indicado para a composição de microchips.
Barato e fácil de achar
Indo além das possibilidades apresentadas pelo silício de se tornar um semicondutor competente, outro motivo pelo seu amplo uso na atualidade está na abundância deste material na natureza e na facilidade com que pode ser extraído.
Segundo o site Hyper Physics, aproximadamente 28% da crosta terrestre é composta de silício. E extraí-lo da areia, material no qual ele também é abundante, não é um processo complicado. Além disso, o custo para a fabricação de componentes a partir do silício é outra vantagem apresentada por ele em relação a outros elementos químicos.
O futuro dos circuitos eletrônicos
Grafeno
Devido à necessidade do uso de circuitos eletrônicos cada vez menores, o silício pode acabar se tornando um obstáculo. Assim sendo, cientistas do mundo todo procuram alternativas a ele e um dos nomes mais prováveis para substituí-lo é o grafeno.
Quanto menor é um ambiente, mais instáveis se tornam os elétrons — e com o silício não é diferente. O grafeno, material criado a partir do grafite, apresenta propriedades quânticas mais apropriadas para esse tipo de manipulação, apresentando-se como grande candidato a ser o substituto do silício.
Molibdenite
Entretanto, o grafeno não é o único apontado como alternativa ao silício em um futuro breve. Outra opção é o molibdenite, um mineral abundante na natureza com características de semicondução. Isso permite a ele ser eficiente na substituição do silício na criação de circuitos eletrônicos.
Molibdenite é um dos possíveis substitutos do silício. (Fonte da imagem: Reprodução/Wikimedia Commons)
Além de ser menos volumoso, este mineral permite uma eficiência energética 100 mil vezes melhor quando um equipamento está em modo de espera em relação ao silício. Quanto ao próprio grafeno, o molibdenite permite maior movimentação de elétrons e, consequentemente, maior controle sobre o comportamento elétrico do circuito.
Siliceno
Uma placa de um átomo de espessura feita a partir do silício pode ser também a saída para o futuro (ou seja, não é de fato uma alternativa ao semimetal). Naturalmente, o silício não tem propriedades que permitem a ele ser transformado em uma placa assim, mas nesse caso ele é manipulado junto com cerâmica e prata.
O siliceno já começou a dar seus primeiros passos em laboratórios universitários no último ano, mas ainda não passou das linhas de pesquisa. Assim como o molibdenite, é provável que demore muito para que um circuito composto com siliceno chegue ao mercado.
Háfnio
O háfnio é um material que já foi usado pela Intel como componente básico na construção de paredes dielétricas de transístores de um de seus processadores. No início de 2007, a companhia anunciou que o uso deste material permitiria a criação de microchips menores e mais rápidos.
Ainda em 2007, a Intel investiu US$ 3 bilhões em uma fábrica para a manufatura de um grande volume de microprocessadores de 45 nanômetros usando o háfnio. A empresa mantém uma página especial em seu site na qual exibe informações mais detalhadas sobre o seu trabalho com este material.
