Equipe do KAIST, na Coreia do Sul, desenvolve nova estrutura semicondutora e confirma fluxo ininterrupto de cargas

De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) desenvolveu uma nova estrutura que pode resolver o "gargalo elétrico" dos semicondutores e, pela primeira vez, confirmou diretamente que as cargas podem fluir de forma contínua e ininterrupta. Este resultado, liderado pelo professor Seungbum Hong, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, em colaboração com o professor Kibum Kang, do mesmo departamento, e a equipe do professor Sung Beom Cho, da Universidade Sungkyunkwan, tem potencial para se tornar uma tecnologia-chave para melhorar o desempenho e a eficiência energética de futuros dispositivos, como semicondutores de IA e semicondutores de ultrabaixo consumo.

Em semicondutores, a resistência de contato gerada na interface entre o eletrodo metálico e o semicondutor reduz o desempenho e aumenta o consumo de energia. Com a contínua miniaturização dos semicondutores, o impacto da resistência de contato torna-se maior, tornando-se um dos gargalos tecnológicos mais desafiadores para o desenvolvimento da próxima geração de semicondutores. Diferentemente do método tradicional de colocar o eletrodo metálico sobre o semicondutor, a equipe de pesquisa formou continuamente uma região semimetálica (semimetal region) e uma região semicondutora (semiconductor region) em um único material bidimensional, criando uma estrutura monolítica onde ambas se conectam naturalmente dentro do mesmo material. A equipe demonstrou, pela primeira vez, que a corrente elétrica pode fluir sem obstáculos através da fronteira.

Especificamente, a equipe conseguiu a formação contínua de regiões semimetálicas e semicondutoras em filmes finos de disseleneto de platina (PtSe₂), um material bidimensional com espessura atômica. Utilizando a microscopia de força atômica (AFM, atomic force microscopy) para visualizar diretamente o transporte de carga dentro do filme em escala nanométrica, a equipe confirmou, pela primeira vez, que, quando a corrente flui da região semimetálica para a região semicondutora, o fluxo é naturalmente contínuo, sem bloqueios ou curvaturas no caminho da corrente, ou seja, sem "gargalos elétricos". Esta é a primeira evidência experimental de que a interface monolítica não interfere no fluxo de corrente.

Além disso, a equipe verificou a operação do dispositivo aplicando um campo elétrico à região semicondutora, confirmando que o fluxo de corrente pode ser controlado de forma estável na estrutura de junção metal-semicondutor, demonstrando o potencial dessa estrutura para dispositivos eletrônicos de próxima geração. Esta pesquisa propõe uma tecnologia de base que pode reduzir significativamente a resistência de contato em dispositivos semicondutores de próxima geração baseados em materiais bidimensionais, com potencial para ampla aplicação em áreas como semicondutores de IA, semicondutores de ultrabaixo consumo e semicondutores lógicos de próxima geração.

Os primeiros autores coautores deste estudo são o estudante de doutorado Yeongyu Kim e o Dr. Minseung Gyeon, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do KAIST, e o estudante de doutorado Ji Hoon Hong, da Universidade Sungkyunkwan. Os resultados da pesquisa foram publicados na edição de julho de 2026 da revista internacional de ciência dos materiais Matter. O estudo recebeu apoio do Ministério da Ciência e TIC da Coreia e do "Programa de Pesquisa STEAM" e do "Programa de Desenvolvimento de Tecnologia de Nanomateriais" da Fundação Nacional de Pesquisa.