Atualizado 9 de março de 2026 por Sergio A. Loiola
Cientistas da UFSCar, Brasil, desenvolveram técnica pioneira com laser para sintetizar semicondutores complexos a partir de materiais básicos. Uma solução simples e eficiente para a crise global de semicondutores.
A pesquisa, desenvolvida por cientistas do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), pode abrir caminhos promissores para aplicações em fotocatálise, optoeletrônica e fotônica. O CDMF é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).
O artigo da Pesquisa foi publicado na Revista Materials Today Chemistry.
A seguir Veremos como os pesquisadores alcançado o feito inédito para produzir materiais semicondutores complexos usando laser, as potenciais aplicações e perspectivas da pesquisa. Em texto, imagens e vídeos.
Se o segredo para produzir os componentes mais caros da tecnologia moderna (semicondutores) não está em fábricas bilionárias, mas na inteligência de como manipulamos a luz para organizar a matéria básica, estaria o Brasil descobrindo o caminho para a independência tecnológica?
Até que ponto a ‘simplicidade’ desse novo método científico pode melhorar e contribuir para sofisticação técnica no Brasil, e no mundo?
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Vídeo 1: Estado da Arte – Alterações das propriedades de semicondutores com laser de femtosegundo
Vídeo 2: Propriedades ópticas de materiais semicondutores são tema de pesquisas na UFSCar
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Novo método usa lasers de femtossegundos para transformar um único material precursor em uma heteroestrutura complexa
Uma equipe brasileira de cientistas fez um avanço significativo na síntese de materiais funcionais ao desenvolver, pela primeira vez, uma técnica simples e eficiente para produzir heteroestruturas semicondutoras metálicas usando um laser de pulsos ultracurtos.
O estudo descreve um método inovador que utiliza lasers de femtossegundos (cada pulso com duração da trilionésima parte de segundo) para transformar um único material precursor em uma heteroestrutura complexa.
Ao irradiar um material semicondutor conhecido como ortovanadatos de prata (Ag3VO4) com pulsos de laser de femtossegundos, os pesquisadores conseguiram, em um único passo, produzir simultaneamente três fases distintas: Ag3VO4, um semicondutor do tipo p; β-AgVO3, semicondutor do tipo n; e prata metálica (Ag0) com propriedades plasmônicas.
Essa combinação de materiais em uma heteroestrutura é especialmente interessante porque pode melhorar a separação e o transporte de elétrons, uma característica essencial para eficiência em dispositivos fotocatalíticos e optoeletrônicos.
Além disso, a presença de partículas metálicas com efeito plasmônico pode ampliar a resposta de absorção de luz visível.
Tradicionalmente, a produção de heteroestruturas semicondutoras metálicas envolve métodos complexos, com múltiplas etapas de processamento e caros.
A abordagem relatada pelo grupo do CDMF utiliza a interação ultrarrápida entre a luz e a matéria para induzir transformações no material de forma não térmica, gerando estruturas híbridas diretamente a partir de um precursor único.
Conforme os pesquisadores, o desenvolvimento da nova técnica foi possível porque o grupo de pesquisa está alinhado com os avanços dos lasers pulsados de femtosegundo, que revolucionou a ciência dos materiais, possibilitando pulsos de luz intensos e ultracurtos, facilitando fenômenos ópticos não lineares e modificações estruturais em materiais.
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Vídeo 1: Estado da Arte – Alterações das propriedades de semicondutores com laser de femtosegundo
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A simplicidade e a eficiência da técnica em um único passo cria estruturas multifásicas, além de permitir controle preciso da estrutura
A correlação entre a composição, a estrutura e as propriedades dos materiais tem sido amplamente publicada, incluindo diversas técnicas de síntese e processamento que podem resultar em distintas alterações estruturais, levando a mudanças correspondentes nas propriedades.
A produção de compósitos à base de prata resulta em atividade bactericida aprimorada, sendo que a irradiação
por laser leva a aumentos mais substanciais devido às modificações estruturais induzidas que favorecem essa atividade.
A equipe afirma que em contraste com as abordagens tradicionais, a produção de compósitos por irradiação a laser e elétrons envolve a montagem de uma nova fase utilizando átomos da estrutura original, eliminando a necessidade de compostos orgânicos ou inorgânicos no processo.
Assim, a manipulação dos métodos de síntese e processamento permite a obtenção das modificações de propriedades desejadas
A partir destas bases, a nova técnica alcançada traz vantagens importantes.
Uma das vantagens é a simplicidade e eficiência, já que há um único passo para criar estruturas multifásicas.
Outra vantagem é o controle preciso da estrutura, pois os pulsos de laser interagem com o material em escalas de tempo tão curtas que evitam danos térmicos indesejados.
Além disso, há o potencial de aplicações tecnológicas, uma vez que materiais desse tipo podem ser explorados em sistemas de conversão de energia, sensores avançados e catalisadores ativados por luz.
O trabalho demonstra a importância da cooperação entre pesquisadores de materiais, física e química para enfrentar desafios centrais da ciência de materiais moderna.
Conforme os autores destacam, a metodologia abre possibilidades para explorar novos caminhos na engenharia de superfícies e interfaces, com impacto direto em pesquisas de energia e meio ambiente.
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Vídeo 2: Propriedades ópticas de materiais semicondutores são tema de pesquisas na UFSCar
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Bibliografia
Curadoria Técnica e Análise Audiovisual: Conteúdo Bibliográfico e Audiovisual Selecionado e Validado por Dr. Sergio Almeida Loiola – CV Lattes/CNPq.
Revista Materials Today Chemistry
doi.org/10.1016/j.mtchem.2025.102738
Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF)
Agência Fapesp
Estudo desenvolve nova rota para criar materiais semicondutores e metálicos com laser ultrarrápido
Análise Audiovisual
Vídeo 1 CDMF – Fapesp: Estado da Arte – Alterações das propriedades de semicondutores com laser de femtosegundo
Vídeo 2 ClickCiência UFSCar: Propriedades ópticas de materiais semicondutores são tema de pesquisas na UFSCar
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Cientistas da UFSCar Criaram Método Inédito e Eficiente Para Produzir Semicondutores Complexos Via Laser | Nature & Space
