{"id":28518,"date":"2025-08-28T22:15:00","date_gmt":"2025-08-29T01:15:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=28518"},"modified":"2025-08-28T22:15:00","modified_gmt":"2025-08-29T01:15:00","slug":"brasileiros-descobrem-novas-formas-de-usar-o-telurio-que-podem-aprimorar-a-nanoeletronica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/brasileiros-descobrem-novas-formas-de-usar-o-telurio-que-podem-aprimorar-a-nanoeletronica\/","title":{"rendered":"Brasileiros descobrem novas formas de usar o tel\u00fario, que podem aprimorar a nanoeletr\u00f4nica"},"content":{"rendered":"\n

A f\u00edsica qu\u00e2ntica n\u00e3o necessariamente dar\u00e1 origem ao melhor computador do planeta, por enquanto, tudo \u00e9 promessa e pesquisa na busca de reduzir erros que parecem pequenos, mas que causam grandes estragos. Mas aquilo que j\u00e1 sabemos h\u00e1 mais de cem anos sobre a Mec\u00e2nica Qu\u00e2ntica tem sustentado boa parte da tecnologia contempor\u00e2nea e pode aprimor\u00e1-la ainda mais. Dos semicondutores \u00e0s fibras \u00f3ticas, o campo abriu espa\u00e7o para dispositivos que transformaram a vida cotidiana. Agora, ao se aprofundar nos detalhes da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, os cientistas continuam encontrando efeitos capazes de aperfei\u00e7oar os circuitos eletr\u00f4nicos que j\u00e1 usamos, explorando dimens\u00f5es sutis do comportamento dos el\u00e9trons.<\/p>\n\n\n\n

Foi nesse caminho que se inseriu um estudo aceito pela revista Physical Review Letters (PRL) no dia 11 de agosto de 2025, liderado pelo f\u00edsico brasileiro Marcello Barbosa da Silva Neto e com participa\u00e7\u00e3o do f\u00edsico brasileiro Caio Lewenkopf, ambos da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), al\u00e9m de colaboradores e parceiros nacionais e internacionais, alunos de mestrado e de doutorado. Um dos resultados mais animadores \u00e9 que o tel\u00fario pode ser aplicado em equipamentos eletr\u00f4nicos e chips, uma vez que forma o chamado telureno, material bidimensional que re\u00fane propriedades semicondutoras e qu\u00e2nticas de grande interesse tecnol\u00f3gico.<\/p>\n\n\n\n

\u201cO telureno \u00e9 um material formid\u00e1vel porque pode ser incorporado em chips e processadores. Ele \u00e9 bidimensional e isso facilita aplica\u00e7\u00f5es. Al\u00e9m disso, pode ser usado em retifica\u00e7\u00e3o, que \u00e9 o controle do fluxo de corrente, algo sempre desejado na eletr\u00f4nica\u201d, diz o professor Marcello, em entrevista ao Boletim SBF<\/strong>, sobre o artigo \u201cQuantum geometry and the electric magnetochiral anisotropy in noncentrosymmetric polar media<\/a>\u201d, que ser\u00e1 publicado na PRL nos pr\u00f3ximos dias, como sugest\u00e3o do editor do peri\u00f3dico cient\u00edfico.<\/p>\n\n\n\n

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Marcello Neto<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Caio Lewenkopf<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Marcus Moutinho<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Peide Ye<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Pierpaolo Fontana<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Chang Niu<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Victor Velasco<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Pedro Vale Lopes<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Kaio E. Marra de Souza<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

A pesquisa trata de um fen\u00f4meno de nome complexo: anisotropia magnetoquiral el\u00e9trica. Em termos simples, a corrente el\u00e9trica deixa de ser sim\u00e9trica, passando a fluir de maneira diferente dependendo da dire\u00e7\u00e3o. \u00c9 como se, numa estrada, os carros corressem mais r\u00e1pido rumo ao Norte do que ao Sul. Esse desbalan\u00e7o n\u00e3o \u00e9 fixo e pode ser ajustado por um campo magn\u00e9tico externo, como se um \u00edm\u00e3 invis\u00edvel controlasse a velocidade dos ve\u00edculos. Trata-se de um efeito \u201cn\u00e3o rec\u00edproco\u201d, em que o material responde de forma distinta ao inverter o sentido do movimento. Marcello lembra que esse princ\u00edpio est\u00e1 na base da eletr\u00f4nica desde a inven\u00e7\u00e3o do diodo. \u201cO diodo \u00e9 praticamente uma via de m\u00e3o \u00fanica. E mecanismos que podem prover retifica\u00e7\u00e3o s\u00e3o sempre bem-vindos\u201d, afirma.<\/p>\n\n\n\n

O trabalho come\u00e7ou como uma tentativa de demonstrar teoricamente uma conjectura feita h\u00e1 20 anos pelo f\u00edsico experimental holand\u00eas Gerrit E. W. Bauer Rikken. Ele sugerira que uma corrente el\u00e9trica atravessando uma regi\u00e3o com campos el\u00e9trico e magn\u00e9tico perpendiculares teria mais facilidade em um sentido do que no sentido oposto. \u201cN\u00f3s conseguimos demonstrar isso usando um conceito moderno e poderoso, chamado geometria qu\u00e2ntica. O b\u00f4nus foi perceber que existia um material real em que a teoria se aplicava: o telureno, fabricado pela primeira vez em 2017 pelo grupo do professor Peide D. Ye, em Purdue. Ele \u00e9 de um grupo experimental sensacional, fant\u00e1stico. Eles s\u00e3o nada menos do que brilhantes\u201d, explica Marcello.<\/p>\n\n\n\n

Do viol\u00e3o ao chip<\/h2>\n\n\n\n

Para observar o efeito, os cientistas utilizaram a t\u00e9cnica de \u201ctransporte de segunda harm\u00f4nica\u201d. A ideia \u00e9 semelhante ao que acontece em uma corda de viol\u00e3o: al\u00e9m da nota fundamental, surgem harm\u00f4nicos que reverberam outras notas musicais al\u00e9m de oitavas, que formam uma s\u00e9rie harm\u00f4nica, mat\u00e9ria de estudo da Vibroac\u00fastica. No caso dos el\u00e9trons, quando a resist\u00eancia depende da pr\u00f3pria corrente, aparecem respostas em frequ\u00eancias m\u00faltiplas da original. \u201cSe sua corrente oscila a 100 hertz, a voltagem pode aparecer em 200 hertz. \u00c9 o segundo harm\u00f4nico, um fen\u00f4meno n\u00e3o-linear. Foi isso que observamos no telureno\u201d, explicou Marcello.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Al\u00e9m disso, h\u00e1 uma caracter\u00edstica f\u00edsica importante: o telureno \u00e9 composto apenas por \u00e1tomos de tel\u00fario, que se organizam em h\u00e9lices, como espirais de caderno. Essas h\u00e9lices podem ser destras ou canhotas, e ao se formar o cristal, uma das quiralidades acaba predominando. Essa estrutura em espiral \u00e9 o que define se os \u201ccarros\u201d da estrada eletr\u00f4nica ter\u00e3o vantagem em subir ou descer.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m disso, o material se encaixa na conjectura ao reunir os elementos necess\u00e1rios: campos el\u00e9trico e magn\u00e9tico perpendiculares e aus\u00eancia de centro de simetria. Isso garante a presen\u00e7a de efeitos n\u00e3o-rec\u00edprocos que se revelam nas medidas experimentais e foram comprovados pelos c\u00e1lculos te\u00f3ricos.<\/p>\n\n\n\n

Geometria invis\u00edvel<\/h2>\n\n\n\n

Outro ponto central est\u00e1 na chamada geometria qu\u00e2ntica, um \u201cmapa invis\u00edvel\u201d do espa\u00e7o onde as fun\u00e7\u00f5es de onda dos el\u00e9trons se espalham. Defeitos topol\u00f3gicos nesse espa\u00e7o, como n\u00f3s de Dirac ou de Weyl, criam curvaturas que desviam os estados eletr\u00f4nicos, favorecendo um sentido em detrimento do outro. Marcello compara a situa\u00e7\u00e3o \u00e0 relatividade geral. \u201cAssim como corpos massivos deformam o espa\u00e7o-tempo e desviam a luz, no telureno a m\u00e9trica qu\u00e2ntica deforma o espa\u00e7o de Hilbert, puxando os el\u00e9trons para certas dire\u00e7\u00f5es. \u00c9 a f\u00edsica de Einstein dentro de um material nano.\u201d<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A possibilidade de controlar a retifica\u00e7\u00e3o \u00e9 outro trunfo. Varia\u00e7\u00f5es na corrente, na polariza\u00e7\u00e3o, no campo magn\u00e9tico e na voltagem permitem ajustar o fluxo de el\u00e9trons. Isso abre perspectivas para aplica\u00e7\u00f5es em circuitos CMOS ultraescalados, que s\u00e3o a base da microeletr\u00f4nica atual.<\/p>\n\n\n\n

Segundo Marcello, o efeito pode ser revertido de modo engenhoso. \u201cSe voc\u00ea fabricar um filme com a quiralidade oposta, inverte o fluxo. E tamb\u00e9m \u00e9 poss\u00edvel controlar a intensidade do fen\u00f4meno via voltagem, aproximando-se ou afastando-se das regi\u00f5es deformadas do espa\u00e7o rec\u00edproco. \u00c9 um material extremamente vers\u00e1til.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Nos experimentos, realizados em filmes finos de telureno, os pesquisadores observaram uma \u201cescala universal\u201d: independentemente dos detalhes do material, a intensidade do efeito segue uma lei matem\u00e1tica bem definida. Essa universalidade sugere que h\u00e1 uma receita escondida nas equa\u00e7\u00f5es, capaz de guiar futuras aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

Estrada aberta<\/h2>\n\n\n\n

Embora, por ora, os experimentos estejam restritos a temperaturas muito baixas, h\u00e1 avan\u00e7os para levar o fen\u00f4meno a condi\u00e7\u00f5es ambientes. Isso seria crucial para integr\u00e1-lo a dispositivos do dia a dia. \u201cO telureno \u00e9 um semicondutor promissor. Colocado sobre um substrato, com contatos preparados, ele poderia ser integrado a um chip. A expectativa \u00e9 enorme, tanto pela novidade cient\u00edfica. Afinal, \u00e9 um material descoberto em 2017. Mas sim pelas poss\u00edveis aplica\u00e7\u00f5es em eletr\u00f4nica\u201d, afirmou Marcello<\/p>\n\n\n\n

O estudo envolveu ainda seus alunos e ex-alunos da UFRJ, como Pedro Vale Lopes, Kaio Edson Marra de Souza e Victor Velasco Roland da Silva, al\u00e9m dos professores Caio Lewenkopf do Campus do Fund\u00e3o da UFRJ e do professor Marcus Vin\u00edcius de Oliveira Moutinho, do Campus de Duque de Caxias da UFRJ, respons\u00e1vel pelos c\u00e1lculos de DFT que confirmaram a parte el\u00e9trica essencial para o efeito. \u201cFoi um trabalho liderado pela UFRJ, com colabora\u00e7\u00e3o de colegas na Europa, nos EUA e na China. Estamos muito orgulhosos de que em apenas um ano conseguimos resultados s\u00f3lidos em um material t\u00e3o novo\u201d, diz Marcello. O estudo mostra que aprofundar o conhecimento em mec\u00e2nica qu\u00e2ntica n\u00e3o significa apenas apostar em computadores qu\u00e2nticos futuristas. Significa tamb\u00e9m descobrir novos mecanismos em materiais j\u00e1 conhecidos, mecanismos capazes de refinar os dispositivos eletr\u00f4nicos que moldam a vida contempor\u00e2nea. A estrada aberta pela f\u00edsica qu\u00e2ntica no in\u00edcio do s\u00e9culo passado continua a ser percorrida, revelando atalhos e curvas inesperadas, que agora podem ganhar espa\u00e7o n\u00e3o apenas em laborat\u00f3rios, mas dentro dos processadores que sustentam a vida digital.<\/p>\n\n\n\n

Assista \u00e0 entrevista completa no canal da SBF no YouTube<\/h2>\n\n\n\n

(a partir do dia 29\/08 – 14h)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

A f\u00edsica qu\u00e2ntica n\u00e3o necessariamente dar\u00e1 origem ao melhor computador do planeta, por enquanto, tudo \u00e9 promessa e pesquisa na busca de reduzir erros que parecem pequenos, mas que causam grandes estragos. Mas aquilo que j\u00e1 sabemos h\u00e1 mais de cem anos sobre a Mec\u00e2nica Qu\u00e2ntica tem sustentado boa parte da tecnologia contempor\u00e2nea e pode […]<\/p>\n","protected":false},"author":12,"featured_media":28528,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[124],"tags":[1411,735,1022,1410,482],"class_list":["post-28518","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-destaque-em-fisica","tag-anisotropia-magnetoquiral-eletrica","tag-fisica-quantica","tag-prl","tag-telureno","tag-ufrj"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/28518","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/users\/12"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=28518"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/28518\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":28531,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/28518\/revisions\/28531"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media\/28528"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=28518"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=28518"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=28518"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}