Teses estratégicas

Estudos na área de ciências exatas recebem prêmio por mérito científico e potencial inovador para a indústria

Ana Maria Vieira

Algoritmo capaz de indicar os módulos de um circuito digital propensos a conter erros, antes de serem fabricados, e estudo sobre propriedades físicas para o desenvolvimento de nova geração de fotodetectores de radiação infravermelha foram reconhecidos pelo governo federal. Temas de teses defendidas no Instituto de Ciências Exatas (ICEx) da UFMG, no ano passado, elas integram conjunto de 32 estudos brasileiros premiados em janeiro pela Secretaria de Assuntos Estratégicos. Em comum, as pesquisas inovam com contribuições para os setores aeroespacial, de energia nuclear e de tecnologias de informação e comunicação.

“Dispositivos de infravermelho podem ser usados para detecção de gás, comunicação óptica no espaço livre, além de possuir vasta aplicabilidade em imageamento e na área militar. É uma tecnologia fortemente protegida pelos países que a dominam, o que faz com que o Brasil tenha que desenvolver o seu próprio conhecimento”, explica Déborah Reis Alvarenga, autora de tese premiada na área de Física.

Denominada A study on the physical properties of quantum dot structures for infrared photodetection, a pesquisa de seu doutorado explorou questão complexa, para além do desenvolvimento de dispositivos. “Esta tese faz parte de uma proposta mais ampla, cujo objetivo global é dominar a tecnologia de fotodetectores de radiação infravermelha baseados em pontos quânticos semicondutores auto-organizados, os Quantum Dot Infrared Photodetectors (QDIPs)”, esclarece a autora.

Segundo ela, os QDIPs apresentam maior capacidade seletiva e de detecção quando comparados aos detectores de gap direto que dominam o mercado. Em sua estratégia de estudo, Déborah Alvarenga uniu teoria e experimentos para aprofundar o conhecimento das propriedades físicas de pontos quânticos e de estruturas de QDIPs, visando à produção de fotodetectores para o infravermelho médio. “Investiguei estruturas inovadoras e originais baseadas em pontos quânticos”, relata.

O aparato técnico empregado nessas análises impressiona. “Foram utilizadas as técnicas experimentais de fotoluminescência, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de transmissão e curvas de corrente versus voltagem para obter uma melhor compreensão dos mecanismos físicos envolvidos. Para explicar os resultados utilizamos um modelo teórico tridimensional”, detalha a pesquisadora.

Os resultados podem favorecer a produção de nova classe de semicondutores e materiais para fotodetectores de radiação infravermelha com desempenho muito superior aos atualmente disponíveis.
A tese foi orientada por Paulo Sérgio Soares Guimarães, do Departamento de Física da UFMG, com co-orientação de Patrícia Lustoza Souza, da PUC-Rio. Ambos integram o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Nanodispositivos e Semicondutores.

Circuitos integrados

Um dos desafios para a indústria de dispositivos digitais na atualidade decorre de um fato que surpreende. “As metodologias de verificação não são capazes de garantir que todos os erros de um circuito integrado sejam identificados e corrigidos antes da fabricação”, diz José Augusto Miranda Nacif, doutor em Ciência da Computação pela UFMG, premiado pela SAE por estudo sobre o problema.

As repercussões prejudicam usuários comuns, além da própria indústria. Uma das mais conhecidas atingiu o processador Pentium, amplamente utilizado em computadores em todo o mundo. Devido à ocorrência do chamado “erro de ponto flutuante”, que, segundo Nacif, foi relatado em 1995, o processador passou a apresentar resultados incorretos de divisões.

“A principal contribuição de minha tese foi propor uma metodologia para construir modelos que indiquem quais módulos de um circuito integrado são propensos a conter erros não identificados”, sintetiza o pesquisador. Em seu estudo, ele analisou projetos específicos e desenvolveu algoritmo capaz de confrontar o problema. “O método pode ser utilizado durante o processo de desenvolvimento de qualquer circuito integrado, ou seja, qualquer chip presente em computadores ou equipamentos”, esclarece.

Para construir o algoritmo, Nacif, como explica, utilizou “métricas de complexidade e de histórico de desenvolvimento, extraídas de sistemas de controle de versão e de sistemas de rastreamento de erros”. Segundo o pesquisador, a metodologia proposta permite definir, para um projeto específico, quais métricas têm correlação com o número de erros. “Assim, a alocação de recursos de verificação é realizada mais eficientemente e podem-se definir módulos que devem ser submetidos a um processo mais rigoroso de identificação de erros”, completa.

Denominada Uma metodologia para identificação de módulos de circuitos integrados propensos a erros, a tese foi orientada pelo professor Antônio Otávio Fernandes, do Departamento de Ciência da Computação da UFMG.
O Concurso de Teses Marechal do Ar Casimiro Montenegro Filho distribuiu R$ 8 mil a cada premiado. Os estudos são indicados pelas instituições de ensino superior, a partir de seus cursos de pós-graduação que tenham conceito 7, no caso da região Sudeste.