Materiais bidimensionais para a futura tecnologia da informação: status e perspectivas

Resumo Ao longo dos últimos 70 anos, a indústria de semicondutores passou por mudanças transformadoras, impulsionadas em grande parte pela miniaturização de dispositivos e pela integração de estruturas e materiais inovadores. Materiais bidimensionais (2D) como dixalcogenetos de metais de transição (TMDs) e grafeno são fundamentais para superar as limitações das tecnologias baseadas em silício, oferecendo abordagens inovadoras no design e funcionalidade de transistores, possibilitando transistores de canal ultrafinos e integração monolítica em 3D. Revisamos o progresso importante na aplicação de materiais 2D na futura tecnologia da informação, focando particularmente em microeletrônica e optoeletrônica. Resumimos de forma abrangente os principais avanços em produção de materiais, metrologia de caracterização, dispositivos eletrônicos, dispositivos optoeletrônicos e integração heterogênea em silício. Um roteiro estratégico e os principais desafios para a transição de materiais 2D da pesquisa básica para o desenvolvimento industrial são delineados. Para facilitar tal transição, tecnologias e ferramentas-chave dedicadas a materiais 2D devem ser desenvolvidas para atender aos padrões industriais, e o emprego de IA no crescimento de materiais, caracterizações e design de circuitos será essencial. É hora de a academia se envolver ativamente com a indústria para conduzir os próximos 10 anos de pesquisa em materiais 2D.