p Materiais bidimensionais, ou materiais 2D para abreviar, são extremamente versáteis, embora - ou mais precisamente porque - eles sejam compostos de apenas uma ou algumas camadas de átomos. O grafeno é o material 2D mais conhecido. O dissulfeto de molibdênio (uma camada que consiste em átomos de molibdênio e enxofre com três átomos de espessura) também se enquadra nesta categoria, Apesar, ao contrário do grafeno, tem propriedades semicondutoras. Com sua equipe, O Dr. Thomas Mueller, do Instituto de Fotônica da TU Wien, está conduzindo pesquisas em materiais 2D, vendo-os como uma alternativa promissora para a produção futura de microprocessadores e outros circuitos integrados. p O todo e a soma de suas partes

p Os microprocessadores são um componente indispensável e onipresente no mundo moderno. Sem seu desenvolvimento contínuo, muitas das coisas que consideramos certas hoje em dia, como computadores, telefones celulares e a internet, não seria possível. Contudo, enquanto o silício sempre foi usado na produção de microprocessadores, agora está lenta mas seguramente se aproximando de seus limites físicos. Materiais 2D, incluindo dissulfeto de molibdênio, estão se mostrando promissores como substitutos potenciais.

p Embora a pesquisa em transistores individuais - os componentes mais básicos de cada circuito digital - feitos de materiais 2D esteja em andamento desde que o grafeno foi descoberto pela primeira vez em 2004, o sucesso na criação de estruturas mais complexas tem sido muito limitado. A data, só foi possível produzir componentes digitais individuais usando alguns transistores. A fim de obter um microprocessador que opere de forma independente, Contudo, são necessários circuitos muito mais complexos que, além disso, também precisam interagir perfeitamente.

p Thomas Mueller e sua equipe conseguiram isso pela primeira vez. O resultado é um microprocessador de 1 bit que consiste em 115 transistores em uma área de superfície de cerca de 0,6 mm2 que pode executar programas simples.

p "Embora, isso, é claro, parece modesto quando comparado aos padrões da indústria baseados em silício, este ainda é um grande avanço neste campo de pesquisa. Agora que temos uma prova de conceito, em princípio, não há razão para que novos desenvolvimentos não possam ser feitos, "diz Stefan Wachter, um estudante de doutorado no grupo de pesquisa do Dr. Mueller. Contudo, não foi apenas a escolha do material que resultou no sucesso do projeto de pesquisa. "Também consideramos cuidadosamente as dimensões dos transistores individuais, "explica Mueller." As relações exatas entre as geometrias do transistor dentro de um componente de circuito básico são um fator crítico para ser capaz de criar e cascatear unidades mais complexas. "

p Perspectivas futuras

p Nem é preciso dizer que circuitos muito mais poderosos e complexos, com milhares ou até milhões de transistores, serão necessários para que essa tecnologia tenha uma aplicação prática. A reprodutibilidade continua sendo um dos maiores desafios enfrentados atualmente neste campo de pesquisa, juntamente com o rendimento na produção dos transistores utilizados. Afinal, tanto a produção de materiais 2D em primeiro lugar quanto os métodos para processá-los ainda estão nos estágios iniciais.

p "Como nossos circuitos foram feitos mais ou menos à mão no laboratório, esses designs complexos estão, obviamente, muito além de nossa capacidade. Cada um dos transistores deve funcionar conforme planejado para que o processador funcione como um todo, "explica Mueller, enfatizando as enormes demandas colocadas em eletrônicos de última geração.

p Contudo, os pesquisadores estão convencidos de que os métodos industriais podem abrir novos campos de aplicação para essa tecnologia nos próximos anos. Um exemplo pode ser a eletrônica flexível, que são necessários para sensores médicos e visores flexíveis. Nesse caso, Os materiais 2D são muito mais adequados do que o silício tradicionalmente usado devido à sua flexibilidade mecânica significativamente maior.