Pesquisadores da Universidade de Liverpool identificaram, em 29 de janeiro de 2026, um composto tridimensional capaz de reproduzir a mobilidade eletrónica recordista do grafeno. O material, batizado HfSn2 (ditinureto de háfnio), reúne háfnio e estanho em proporções fixas e pode abrir caminho para dispositivos eletrônicos e spintrônicos de baixo consumo.
Descoberta aproxima desempenho de grafeno da produção em massa
O grafeno é admirado por resistência, leveza e elevada condução elétrica, mas sua natureza bidimensional — uma única camada atômica — dificulta a fabricação industrial. Questionando se seria possível obter características semelhantes em estruturas mais robustas, Hai Lin e colegas exploraram compostos intermetálicos, categoria que combina dois ou mais metais em arranjos cristalinos inéditos. O HfSn2 mostrou-se o candidato ideal.
Análises revelaram camadas em formato de favo de mel dispostas em três dimensões. Esse empilhamento exibe quiralidade, padrão que lembra a torção do DNA, e mantém a assinatura eletrônica típica de materiais 2D. Os elétrons circulam com a mesma facilidade verificada no grafeno, embora o cristal seja volumétrico.
Pontos de Weyl garantem mobilidade excepcional
O segredo do desempenho reside na presença de pontos de Weyl. Nessas regiões peculiares da estrutura eletrônica, os portadores de carga comportam-se como férmions de Weyl, partículas teóricas associadas a deslocamento quase sem resistência. No HfSn2, tais pontos surgem naturalmente graças à organização tridimensional das camadas de háfnio e estanho.
Em consequência, a condução elétrica alcança valores comparáveis aos do grafeno, mas num corpo sólido mais fácil de sintetizar e integrar a dispositivos. A combinação de alta mobilidade com estabilidade mecânica interessa diretamente à próxima geração de semicondutores, sensores e componentes spintrônicos — tecnologia que utiliza o spin do elétron, não apenas a carga, para processar informação.
Implicações para a indústria de chips
A principal limitação do grafeno em larga escala sempre foi a fragilidade e a dificuldade de deposição uniforme em áreas extensas. O HfSn2 contorna essas barreiras, pois pode ser produzido por técnicas de metalurgia de pós ou fusão convencional, já dominadas pelo setor. Além disso, o composto tolera temperaturas elevadas, requisito fundamental para etapas de litografia.
Segundo a equipa de Liverpool, separar a eletrónica de superfície da geometria real do cristal amplia o leque de plataformas para circuitos eficientes. “Materiais não precisam ser necessariamente bidimensionais para oferecer mobilidade 2D”, destacou o professor Matt Rosseinsky. O grupo prevê aplicações em processadores de baixo consumo, memórias magnéticas e até sensores quânticos.
Imagem: Tecnologia & Inovação
Próximos passos de investigação
Para validar a descoberta, os cientistas planeiam produzir filmes finos de HfSn2 e medir diretamente a mobilidade dos portadores. Outra frente examinará ligas derivadas, substituindo parte do háfnio ou do estanho por elementos mais abundantes, visando reduzir custos sem sacrificar desempenho.
A verificação de fenómenos como efeito Hall quântico e acoplamento spin-órbita reforçará a viabilidade do material em ambientes operacionais. Parcerias com fabricantes de semicondutores já estão em negociação para testar protótipos de transístor.
Perspetiva para além do grafeno
O resultado obtido com HfSn2 indica que outras estruturas tridimensionais podem esconder propriedades comuns a materiais 2D. A abordagem química orientada — ajustar átomos para gerar funções inesperadas — ganha destaque como alternativa a processos complexos de exfoliação ou deposição de filmes ultrafinos.
Se confirmada em escala industrial, a descoberta poderá reduzir custos de produção, acelerar dispositivos mais rápidos e aumentar a autonomia energética de equipamentos móveis. A comunidade científica acompanha de perto a evolução dos testes, que poderão redefinir o roteiro dos semicondutores na próxima década.
