Novas descobertas do Doutor Wang Duo da Faculdade de Ciências Aplicadas da Universidade Politécnica de Macau na investigação de nanomagnetismo impulsionam o desenvolvimento da indústria dos semicondutores.
A equipa de investigação, constituída por Doutor Wang Duo da Faculdade de Ciências Aplicadas da Universidade Politécnica de Macau (FCA-UPM), pela Universidade de Uppsala, na Suécia, pela Universidade de Nebraska em Kearney, nos Estados Unidos, pelo Instituto de Tecnologia Avançada de Shandong e pelo Grupo de Estudos da Universidade do Sudeste da China, teve novo avanço na área do nanomagnetismo. Através da investigação aprofundada do comportamento complexo do skyrmion magnético, apresentou um mecanismo que produz o skyrmion polar, e publicou os resultados da investigação na revista npj 2D Materials and Applications, subordinada da revista académica de renome internacional Nature, proporcionando novas ideias e bases para o desenvolvimento de materiais semicondutores, que deverão quebrar os limites físicos da tecnologia de semicondutores e promover uma maior evolução do tamanho e desempenho dos dispositivos electrónicos.
O semicondutor é considerado a pedra angular da tecnologia avançada. Os cientistas fazem um bom uso da sua capacidade de controlar a corrente eléctrica para criar componentes electrónicos, que são amplamente utilizados em produtos electrónicos como computadores, telemóveis inteligentes e aparelhos inteligentes, tornando possível a vida digital de hoje. Continuam obcecados com a exploração de materiais capazes de produzir componentes electrónicos mais pequenos e eficientes. Em 2009, os cientistas descobriram uma estrutura nanomagnética, conhecida como skyrmion magnético. O seu arranjo auto-rotativo único lhe atribui uma topologia não medíocre (isto é, a natureza de um objecto que se mantém inalterável durante uma transformação contínua num determinado espaço), as características de alta estabilidade e resistência a influências externas, como o calor ou o campo magnético, e as vantagens como o tamanho reduzido e a fácil regulação de corrente, constituindo um grande potencial no desenvolvimento e aplicação de materiais semicondutores.
Na aplicação do skyrmion magnético, ainda existem muitos problemas a ser resolvidos, incluindo a relação entre as características da topologia magnética e a electropolarização, a demonstração precisa da densidade electricamente polarizada, etc. Relativamente a estas questões, o Doutor Wang Duo e a sua equipa têm investigado um material à escala nano, conhecido como “Janus-type 2D magnet CrInX3 (X=Se, Te)”, e alcançaram uma conquista significativa ao desvendar os mecanismos microscópicos que sustentam a formação do skyrmion magnético e identificar um tipo mais eficiente – o skyrmion polar, introduzindo novas possibilidades à exploração da ciência dos materiais.
Os resultados da investigação podem melhorar significativamente os desempenhos do computador e têm até o potencial de aumentar a velocidade de processamento de dados dos futuros computadores quânticos, uma vez que permitem melhorar o desempenho de armazenamento dos componentes electrónicos, acelerar a velocidade no processamento dos produtos electrónicos, consumir menos energia e economizar mais energia. Os mesmos resultados ajudarão no desenvolvimento das indústrias de nanotecnologia e semicondutores da próxima geração e desempenharão um papel vital na investigação e desenvolvimento de futuros produtos electrónicos.
A Revista npj 2D Materials and Applications é uma revista cooperativa da série da Revista Nature, sendo uma revista académica profissional da Editora Springer Nature que se foca em assuntos relativos a materiais e relata, sobretudo, os principais progressos em materiais 2D, incluindo comportamento básico, síntese, propriedades e aplicações. Esta Revista está incluída em bases de dados internacionais como o SCIE e o Scopus, pertencendo ao primeiro quartil (Q1) do SCIE, nas áreas de “Ciência dos Materiais: Geral”, “Nanotecnologia” e “Física: Aplicação”.
Este projecto foi financiado pelo Fundo para o Desenvolvimento das Ciências e da Tecnologia (n.º de ref.: 0062/2023/ITP2) e pela Universidade Politécnica de Macau (n.º de ref.: RP/FCA-03/2023). O texto completo do estudo está disponível em: https://www.nature.com/articles/s41699-024-00490-9.