Transistores de espessura atômica de nitreto de boro e carbono superam metas da indústria para 2031 em testes, mas exigem 1.000 °C para serem fabricados

Chips modernos usam pares de transistores complementares: um do tipo n, que conduz com elétrons, e um do tipo p, que conduz com “buracos” (ausências de elétrons). Há bons materiais de espessura de um átomo para o tipo n, mas encontrar um equivalente para o tipo p tem sido difícil: os candidatos tinham condução ruim, instabilidade ao ar ou ao calor, ou eram difíceis de fabricar em escala. Pesquisadores da Universidade de Tóquio, liderados por Vincent Tung, relataram na revista Nature uma solução: transistores de nitreto de boro e carbono (BCN) com espessura de um átomo.

Como o material foi feito

A equipe substituiu átomos de nitrogênio do nitreto de boro por átomos de carbono, usando um método de epitaxia em fase de vapor controlado. Isso evitou que o carbono formasse aglomerados e permitiu crescer filmes em escala de wafer. O carbono tem um elétron a menos na camada externa que o nitrogênio, o que cria buracos móveis sem destruir a estrutura em favo de mel do material, permitindo “fluxo livre” de portadores de carga.

Os resultados

• 224 transistores testados em condições normais;
• Razão entre corrente ligada e desligada de até 100 milhões;
• A maioria dos dispositivos superou as metas de desempenho que a indústria de chips estabeleceu para 2031;
• O material permaneceu estável ao ar.

As limitações

• O crescimento exige cerca de 1.000 °C, temperatura que pode danificar componentes já existentes no chip;
• Os contatos metálicos ainda não foram otimizados;
• Os transistores precisam ser miniaturizados.

Os próximos passos dos pesquisadores são reduzir o tamanho dos dispositivos, baixar a temperatura de crescimento e melhorar os contatos antes de qualquer uso comercial.

Por que importa

A miniaturização dos chips de silício está perto de limites físicos, e materiais bidimensionais são candidatos a continuar a evolução. Mas um circuito precisa dos dois tipos de transistor, e a falta de um bom tipo p era um gargalo. Um resultado como este não coloca o BCN em celulares tão cedo — a distância entre um protótipo de laboratório e a fabricação em massa costuma ser de muitos anos —, mas aponta uma rota para essa parte do problema.

Nota da redação: texto elaborado pelo NTB a partir do resumo do Tech Xplore sobre artigo da Nature (outubro de 2026). O NTB não leu o artigo original. A explicação sobre transistores n e p e a avaliação final são contexto do NTB.