Nova Eletrônica

A VTT anunciou que está desenvolvendo uma tecnologia de resfriamento baseada em microeletrônica e corrente elétrica, que pode ser utilizada por componentes eletrônicos e fotônicos de baixa temperatura.

A tecnologia reduz o tamanho, o consumo de energia e o preço dos sistemas de refrigeração e tem uma ampla gama de campos de aplicação: um exemplo atual é a tecnologia quântica.

Muitos componentes eletrônicos, fotônicos e de tecnologia quântica requerem criogenia, pois operam apenas em temperaturas muito baixas. Por exemplo, um computador quântico construído a partir de circuitos supercondutores deve ser resfriado próximo ao zero absoluto (-273,15 ℃). Atualmente, tais temperaturas são alcançadas por resfriadores complexos e de grande diluição.

O novo método eletrônico da VTT pode substituir e complementar soluções existentes e reduzir o tamanho dos refrigeradores. Conseqüentemente, isso permite reduzir significativamente o tamanho dos computadores quânticos.

Os atuais refrigeradores de diluição baseiam-se no bombeamento multiestágio de líquidos criogênicos. Embora esses coolers sejam tecnologia comercial hoje, eles ainda são muito caros e grandes. O que torna a tecnologia do refrigerador complicada é especialmente o seu estágio mais frio, onde o refrigerante é uma mistura de isótopos de hélio. Uma nova tecnologia de refrigeração elétrica poderia substituir esta peça. Isto tornaria o sistema muito mais simples, menor, mais eficiente e mais rentável. Um cooler do tamanho de um carro, que resfria um chip de silício de cerca de um centímetro quadrado, poderia ser reduzido em ordens de grandeza até o tamanho de uma mala, por exemplo.

“Acreditamos que este método de resfriamento puramente elétrico pode ser utilizado em inúmeras aplicações que requerem criogenia, desde computação quântica até detectores de radiação sensíveis e tecnologia espacial”, disse Mika Prunnila, professora de pesquisa da VTT, que está liderando o desenvolvimento do refrigerador.

Os pesquisadores da VTT já confirmaram experimentalmente a funcionalidade do método de resfriamento. O método está agora a ser refinado num demonstrador comercial no projecto SoCool que foi concedido à VTT no altamente competitivo programa EIC-Transition da Comissão Europeia. A VTT também continuará a pesquisa fundamental altamente importante de refrigeradores eletrônicos no projeto CoRE-Cryo, financiado pela Technology Industries of Finland Centennial Foundation.

O resfriamento elétrico pode ser usado para resfriar ativamente componentes diretamente em um chip de silício ou em refrigeradores de uso geral de grande escala. É uma tecnologia de plataforma adequada para inúmeras aplicações e que cria oportunidades para novos negócios. A parte ativa do cooler é fabricada usando métodos de fabricação microeletrônica em pastilhas de silício, o que torna a fabricação muito econômica.

"Tornar os sistemas de refrigeração mais fáceis de usar, menores e mais baratos pode impulsionar significativamente a aplicação de tecnologias criogênicas em novas áreas. Vemos que nossa tecnologia de refrigeração eletrônica pode desempenhar um papel importante neste desenvolvimento", disse Prunnila.

A criogenia tornou-se uma área de interesse crescente graças à tecnologia quântica. Os sistemas desenvolvidos para as exigências extremas da tecnologia quântica também podem ser utilizados em vários sensores, tecnologia espacial e possivelmente também na computação clássica. Métodos de resfriamento compactos e fáceis de usar contribuem para a adoção em larga escala dessas tecnologias.