Pesquisadores japoneses desenvolveram o primeiro transístor térmico de estado sólido, um avanço significativo na área da fonônica, ou eletrônica do calor. Enquanto a eletrônica é baseada no movimento de elétrons, a fonônica utiliza fônons, partículas de calor e som. Embora os processadores eletrônicos sejam esperados para serem substituídos por processadores fotônicos ou quânticos, os processadores de calor podem ser extremamente úteis no gerenciamento do calor que afeta o desempenho dessas outras plataformas tecnológicas.
Até agora, os transistores térmicos baseavam-se em eletrólitos líquidos ou pastosos, que apresentam riscos de vazamento. O transístor térmico de estado sólido eletroquímico desenvolvido pela pesquisadora Qian Yang, na Universidade de Hokkaido, utiliza dois materiais: um material ativo com condutividade térmica variável e um material de comutação que controla a condutividade térmica do material ativo.
Para construir o transístor térmico de estado sólido, Yang utilizou uma base de óxido de zircônio estabilizada com óxido de ítrio como material de comutação e óxido de cobalto e estrôncio como material ativo. Eletrodos de platina foram usados para fornecer a energia necessária para controlar o transístor. No estado “ligado”, a condutividade térmica do material ativo foi quatro vezes maior em comparação com o estado “desligado”.
Embora tenha testado mais de 20 transístores térmicos, eles permaneceram estáveis por apenas cerca de 10 ciclos de uso. Embora isso seja uma melhoria em relação aos transístores térmicos de estado líquido, ainda é pouco para aplicações práticas. Além disso, sua temperatura operacional de cerca de 300 °C precisa ser aprimorada.
O professor Ohta afirmou que os resultados mostram que os transístores térmicos eletroquímicos de estado sólido têm o potencial de serem tão eficazes quanto os transístores térmicos eletroquímicos de estado líquido, sem suas limitações. No entanto, a alta resistência do material de comutação e a necessidade de uma alta temperatura operacional são os principais obstáculos a serem superados na pesquisa futura.
