Outra promessa recente que tem gerado conteúdo são circuitos feitos com bismuto e grafeno. A expectativa é que os chips tenham por volta de meio nanometro e opere a 500Ghz. Um verdadeira evolução no processamento de dados.

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Interessante!

Embora os artigos não especifiquem o material semicondutor exato (como silício, arsenieto de gálio ou outros), o foco está na integração de átomos magnéticos (provavelmente elementos como ferro, cobalto ou níquel) em uma estrutura em camadas ultrafinas. Essa abordagem permite que os dispositivos spintrônicos utilizem o spin dos elétrons, em vez da carga elétrica, reduzindo a geração de calor e aumentando a eficiência energética e a compactação dos chips.

O material semicondutor desenvolvido pela UCLA é uma super-rede magnética composta por camadas alternadas de semicondutores (provavelmente materiais III-V como GaAs, II-VI como CdTe, ou 2D como MoS%u2082) e átomos magnéticos como cobalto, manganês e ferro. A técnica de intercalação catiônica permite uma concentração magnética de até 50%, revolucionando a spintrônica. No entanto, a composição exata não é explicitamente revelada nas fontes disponíveis, possivelmente devido à proteção intelectual da patente.

As fontes disponíveis não detalham a composição exata dos semicondutores (por exemplo, se são baseados em silício, compostos III-V, II-VI ou materiais 2D).

Mas vamos lá, é preciso informar que na pesquisa da UCLA, liderada pelo California NanoSystems Institute, desenvolveu uma nova técnica de intercalação catiônica para criar super-redes magnéticas combinando semicondutores com elementos magnéticos. Essa técnica envolve o empilhamento alternado de camadas atomicamente finas de semicondutores com camadas auto-organizadas de átomos magnéticos, resultando em materiais com até 50% de concentração de átomos magnéticos, em comparação com o limite anterior de 5%.

Os materiais criados incluem uma biblioteca de mais de 20 novos materiais que combinam elementos magnéticos como cobalto (Co), manganês (Mn) e ferro (Fe) com uma variedade de semicondutores. No entanto, as fontes não especificam explicitamente quais semicondutores foram usados (por exemplo, silício, arsenieto de gálio, ou materiais 2D como dissulfeto de molibdênio).

A técnica permite a integração de elementos magnéticos em semicondutores, supercondutores e isolantes topológicos, mantendo suas propriedades exóticas enquanto adiciona novos comportamentos magnéticos. Isso é particularmente relevante para aplicações em spintrônica e computação quântica.

Quais Possíveis Materiais Semicondutores?

Embora os artigos não citem diretamente a composição dos semicondutores, outras fontes sobre semicondutores magnéticos diluídos (DMS) sugerem que materiais comuns em spintrônica incluem:
- Semicondutores III-V, como GaAs (arsenieto de gálio) e InAs (arsenieto de índio), frequentemente dopados com manganês (Mn) para induzir propriedades magnéticas. Esses materiais são amplamente estudados devido à sua capacidade de exibir ferromagnetismo mediado por portadores em temperaturas mais altas.
- Semicondutores II-VI, como CdTe (telureto de cádmio) ou ZnO (óxido de zinco), que também podem ser dopados com manganês ou cobalto para criar propriedades magnéticas. Esses materiais são conhecidos por efeitos magneto-ópticos significativos.
- Materiais 2D, como MoS? (dissulfeto de molibdênio) ou outros calcogenetos de metais de transição, que são promissores em pesquisas recentes devido à sua estrutura em camadas, ideal para a técnica de empilhamento descrita pela UCLA.

É provável que a UCLA tenha utilizado uma combinação desses materiais, especialmente os semicondutores 2D, dado que a técnica envolve camadas atomicamente finas, compatíveis com materiais bidimensionais. No entanto, a ausência de detalhes específicos sugere que a composição exata pode ser proprietária ou ainda estar em fase de refinamento para a patente mencionada.

Quais Elementos Magnéticos?
As fontes confirmam que os elementos magnéticos usados incluem cobalto (Co), manganês (Mn) e ferro (Fe). Esses elementos são escolhidos por suas propriedades magnéticas robustas, especialmente o manganês, que é amplamente utilizado em semicondutores magnéticos diluídos devido à sua configuração eletrônica d5, que maximiza o momento magnético.

A técnica de intercalação catiônica permite que esses átomos magnéticos sejam incorporados de forma controlada, evitando a aglomeração que ocorre em métodos tradicionais de dopagem, onde concentrações acima de 5% comprometem as propriedades magnéticas e eletrônicas.

Além de semicondutores tradicionais, a pesquisa da UCLA também menciona a integração de elementos magnéticos em supercondutores e isolantes topológicos. Um exemplo de material relacionado em outras pesquisas é o CrSBr (brometo de sulfeto de cromo), um semicondutor magnético em camadas que preserva propriedades quânticas em estruturas 3D. Embora não seja explicitamente ligado ao estudo da UCLA, esse material ilustra o tipo de semicondutor magnético em camadas que pode estar sendo explorado.

Ah... tem também o Óxidos de alta entropia (HEOs), como (Co0.2Cu0.2Mg0.2Zn0.2)O, também foram mencionados em pesquisas recentes sobre materiais magnéticos, mas não parecem ser o foco principal do estudo da UCLA, que se concentra em super-redes magnéticas.