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Cientistas da UMinho abrem portas para a eletrónica do futuro

Estudo internacional na “Nature Communications” envolveu José Carmelo e Tilen Cádez
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Uma equipa internacional, que inclui cientistas do Centro de Física da Universidade do Minho, conseguiu separar, pela primeira vez, duas propriedades base do eletrão (spin e carga elétrica) numa estrutura unidimensional. O avanço abre portas para novas formas de fazer circuitos e dispositivos nanoeletrónicos e de transportar a informação de modo mais barato e rápido, na forma de spin.

O estudo foi divulgado na reputada revista “Nature Communications”. Além do professor catedrático José Carmelo e do pós-doutorando Tilen Cádez, da UMinho, contou com investigadores das universidades do Sul da Flórida (EUA) e de Paris Saclay (França), do Centro de Ciência Computacional de Pequim (China) e do Síncrotron Soleil (França).

O trabalho experimental confirmou que, quando o eletrão circula num material de um átomo de espessura – no caso, uma monocamada de disseleneto de molibdénio –, é possível separar o seu spin (movimento de rotação intrínseco) da sua carga elétrica. Até aqui, esta teoria ainda não tinha sido provada. “As duas propriedades estão juntas no eletrão, mas em determinadas situações podemos separá-las”, explica José Carmelo.

O transporte do spin permite ao material ser ligado e desligado, como acontece com a corrente elétrica em transístores convencionais, tornando-o, por isso, uma alternativa interessante para fazer circuitos e dispositivos, com benefícios de energia, de rapidez e de transporte de dados. As suas aplicações poderão estender-se à eletrónica digital, à optoeletrónica ou aos sensores, por exemplo. “Acreditamos estar a abrir fronteiras para a eletrónica do futuro, em particular a spintrónica”, acrescenta o responsável.

O artigo científico incidiu nos materiais bidimensionais emergentes, nomeadamente os semicondutores, que são essenciais na indústria eletrónica, como na produção de transístores, nanocircuitos e microprocessadores. O disseleneto de molibdénio, usado no estudo, é um dos compostos mais populares e que pode vir a substituir os materiais tradicionais neste âmbito, como o arsenieto de gálio.

José Carmelo doutorou-se em Física pela Universidade de Copenhaga (Dinamarca) e pelo Instituto Nórdico de Física Teórica (Suécia). É professor catedrático do Departamento de Física e investigador do Centro de Física das universidades do Minho e do Porto. Esteve na organização de vinte conferências internacionais e tem mais de uma centena de publicações sobre matéria condensada, eletromagnetismo, física matemática, quântica, estatística e estática.

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