{"id":7613,"date":"2019-04-30T15:28:49","date_gmt":"2019-04-30T18:28:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/?p=7613"},"modified":"2019-05-07T16:37:35","modified_gmt":"2019-05-07T19:37:35","slug":"artigo-em-destaque-gravando-dados-em-materiais-ultrafinos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-gravando-dados-em-materiais-ultrafinos\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Gravando dados em materiais ultrafinos."},"content":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico com significativa participa\u00e7\u00e3o de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Gate-tunable non-volatile photomemory effect in MoS2 transistors.<\/strong> Andreij C Gadelha, Alisson R Cadore, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Ana M de Paula, Leandro M Malard, Rodrigo G Lacerda and Leonardo C Campos. 2D Materials, Volume 6, Number 2. DOI:\u00a010.1088\/2053-1583\/ab0af1<\/p>\n

Gravando dados em materiais ultrafinos<\/strong><\/p>\n

\"Alguns<\/a>
Alguns dos autores do trabalho. A partir da esquerda: prof. Leonardo Campos, Andreij Gadelha, prof. Ana Maria de Paula, prof. Leandro Malard.<\/figcaption><\/figure>\n

Uma equipe cient\u00edfica do Departamento de F\u00edsica da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) desenvolveu um dispositivo baseado em nanomateriais ultrafinos capaz de gravar e ler dados, agindo como uma mem\u00f3ria computacional. Essa mem\u00f3ria, cujo mecanismo de armazenamento de dados se origina em fen\u00f4menos \u00f3pticos, motivo pelo qual \u00e9 chamada de foto-mem\u00f3ria, demonstrou possuir v\u00e1rias das caracter\u00edsticas atualmente desej\u00e1veis para mem\u00f3rias: possibilidade de miniaturiza\u00e7\u00e3o, baixo consumo de energia, reten\u00e7\u00e3o de dados de longa dura\u00e7\u00e3o e custo relativamente baixo.<\/p>\n

O trabalho abre possibilidades de desenvolvimento de mem\u00f3rias eficientes baseadas em materiais bidimensionais (aqueles cuja espessura \u00e9 de um ou poucos \u00e1tomos) que poderiam ser usadas em plataformas leves e flex\u00edveis, como os dispositivos eletr\u00f4nicos vest\u00edveis. A pesquisa foi reportada em artigo recentemente publicado no peri\u00f3dico cient\u00edfico 2D Materials<\/em> (fator de impacto 7.042).<\/p>\n

\u201cNosso trabalho consiste em uma investiga\u00e7\u00e3o cient\u00edfica com prov\u00e1veis implica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas na \u00e1rea de foto-mem\u00f3rias\u201d, contextualiza o professor Leonardo Cristiano Campos<\/a>\u00a0(UFMG), autor correspondente do paper. \u201cDesenvolvemos um dispositivo optoeletr\u00f4nico simples, onde a aplica\u00e7\u00e3o simult\u00e2nea de luz e tens\u00f5es el\u00e9tricas modifica controladamente as propriedades eletr\u00f4nicas do dissulfeto de molibd\u00eanio (MoS2<\/sub>), que \u00e9 um material nanom\u00e9trico ultrafino\u201d, completa.<\/p>\n

\"Mais<\/a>
Mais autores do trabalho: prof. Rodrigo Gribel Lacerda e Alisson Cadore.<\/figcaption><\/figure>\n

Inicialmente, os doutorandos Andreij de Carvalho Gadelha<\/a>\u00a0e Alisson Cadore<\/a>\u00a0integraram uma s\u00e9rie de nanomateriais de poucas dezenas de nan\u00f4metros de espessura, seguindo a arquitetura do trans\u00edstor de efeito de campo (FET, na sigla em ingl\u00eas), o qual pode ser usado como componente eletr\u00f4nico de mem\u00f3rias. O FET montado na UFMG consiste, basicamente, em uma camada de dissulfeto de molibd\u00eanio colocada sobre um cristal plano de nitreto de boro hexagonal, situado sobre um fino substrato de grafite. O nitreto de boro foi fornecido por um grupo de pesquisa do Jap\u00e3o, do Instituto Nacional de Ci\u00eancia de Materiais (NIMS).<\/p>\n

Depois, a equipe realizou uma s\u00e9rie de medidas optoeletr\u00f4nicas idealizadas pelo doutorando Andreij e seus orientadores (os professores Leonardo Campos e Rodrigo Gribel Lacerda<\/a>), com ajuda de dois especialistas em \u00f3ptica, os professores Leandro Malard Moreira<\/a>\u00a0e Ana Maria de Paula<\/a>\u00a0\u2013 todos do Departamento de F\u00edsica da UFMG.<\/p>\n

Em linhas gerais, a equipe aplicou no FET tens\u00e3o el\u00e9trica e radia\u00e7\u00e3o laser, simultaneamente. Essa a\u00e7\u00e3o combinada muda sistematicamente a densidade das cargas livres que transitam pelo dissulfeto de molibd\u00eanio (material semicondutor), controlando a condutividade el\u00e9trica do material (processo chamado de “photogating” em ingl\u00eas). \u00a0A mudan\u00e7a persistiu depois de retirado o laser e a tens\u00e3o.<\/p>\n

Dessa maneira, a equipe cient\u00edfica gerou no material aquilo que se necessita para gravar dados na eletr\u00f4nica digital: dois estados bem diferenciados que podem ser rapidamente detectados e traduzidos ao c\u00f3digo bin\u00e1rio como zero (0) e um (1). Concretamente, trata-se de dois estados de condutividade do dissulfeto de molibd\u00eanio: o anterior \u00e0 aplica\u00e7\u00e3o da luz laser, denominado \u201coff\u201d ou \u201c0\u201d, e o posterior a essa irradia\u00e7\u00e3o, denominado \u201con\u201d ou \u201c1\u201d (este \u00faltimo, caracterizado pela presen\u00e7a da fotocorrente).<\/p>\n

\"Na<\/a>
Na esquerda, o FET, elemento da foto-mem\u00f3ria, cuja estrutura \u00e9 composta por um empilhamento de materiais bidimensionais. Na direita, representa\u00e7\u00e3o esquem\u00e1tica de como seria o processo de grava\u00e7\u00e3o de dados em um dispositivo composto de v\u00e1rios elementos de foto-mem\u00f3ria. O processo de grava\u00e7\u00e3o \u00e9 traduzido em formas bin\u00e1rias de “0”s e “1”s, que s\u00e3o a base da codifica\u00e7\u00e3o em eletr\u00f4nica digital. Os elementos que possuem uma luz avermelhada est\u00e3o associados ao c\u00f3digo “1”, enquanto que os que n\u00e3o a possuem est\u00e3o associados ao c\u00f3digo “0”.<\/figcaption><\/figure>\n

Al\u00e9m de revelar a capacidade do FET de dissulfeto de molibd\u00eanio de atuar como uma foto-mem\u00f3ria, os experimentos e modelagens te\u00f3ricas realizadas na UFMG desvendaram algumas caracter\u00edsticas muito desej\u00e1veis numa mem\u00f3ria: baixo consumo de energia (relacionado \u00e0 raz\u00e3o entre \u201con\u201d e \u201coff\u201d) e capacidade de reter, por longos per\u00edodos, os dados gravados (estima-se que at\u00e9 50% de um dado gravado permaneceria salvo depois de uma d\u00e9cada).<\/p>\n

A foto-mem\u00f3ria desenvolvida na UFMG demonstrou mais uma interessante caracter\u00edstica. Controlando a tens\u00e3o aplicada ao FET, \u00e9 poss\u00edvel modular os estados de condutividade e gerar uma s\u00e9rie de estados (e n\u00e3o apenas dois) bem diferenciados.<\/p>\n

\u201cAcreditamos que estas mem\u00f3rias possam ser aplicadas a longo prazo\u201d, diz o professor Campos. Para isso, diz o cientista, seria preciso desenvolver a produ\u00e7\u00e3o em larga escala dos nanomateriais, um desafio que, estima ele, poderia ser resolvido em uma d\u00e9cada. Al\u00e9m disso, seria necess\u00e1rio adaptar a mem\u00f3ria ao funcionamento em condi\u00e7\u00f5es ambientais, j\u00e1 que as medidas realizadas pela equipe da UFMG foram feitas em v\u00e1cuo. \u201cN\u00f3s estamos desenvolvendo t\u00e9cnicas de encapsulamento que provavelmente devam resolver esta quest\u00e3o\u201d, adianta Campos.<\/p>\n

Os resultados reportados no artigo da 2D Materials<\/em> fazem parte do doutorado de Andreij Gadelha, que defende sua tese no dia 3 de maio \u00e0s 14 horas na sala de semin\u00e1rios do Departamento de F\u00edsica da UFMG. Entretanto, longe de ter sido escolhido desde o in\u00edcio como assunto da pesquisa de doutorado, o efeito de foto-mem\u00f3ria do dissulfeto de molibd\u00eanio se desvendou ao doutorando e seu orientador de forma imprevista e inesperada, como ocorre muitas vezes no processo de descoberta cient\u00edfica. \u201c\u00c9 como se voc\u00ea estivesse olhando para um ponto especifico, por\u00e9m surge aquele insight que desvia seu olhar para o caminho certo e voc\u00ea grita “EUREKA”\u201d, ilustra o professor Campos. Concretamente, o doutorando estava tentando aniquilar determinados efeitos que eram indesej\u00e1veis no contexto da pesquisa inicial, quando ele percebeu que esses efeitos possibilitariam uma aplica\u00e7\u00e3o em mem\u00f3rias \u00f3pticas, e convenceu o orientador a mudar o foco do trabalho. \u201c\u00c9 interessante notar que o efeito indesej\u00e1vel tornou se a nossa “galinha dos ovos de ouro”, levando a uma reviravolta nos rumos de nossa pesquisa\u201d, comenta Campos.<\/p>\n

O trabalho foi financiado com recursos das ag\u00eancias federais Capes, CNPq, do INCT de Nanocarbono e da ag\u00eancia estadual Fapemig.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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