Criado semicondutor mais fino possível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/09/2014

As heteroestruturas têm um formato triangular, podendo-se ver as duas camadas monoatômicas diferentes pelas diferentes cores em que aparecem sob um microscópio óptico.
[Imagem: Chunming Huang et al. - 10.1038/nmat4064]

Semicondutor mais fino possível

Acaba de ser criado o que se acredita ser o semicondutor mais fino possível.

O semicondutor é fruto de uma nova classe de materiais em nanoescala construídos com folhas de apenas três átomos de espessura.

O feito é uma pedra no sapato do grafeno, que, apesar de ter apenas um átomo de espessura, não é um semicondutor, e precisa ser "engrossado" com elementos dopantes.

Os pesquisadores demonstraram que duas folhas destes novos materiais semicondutores podem ser conectadas atomicamente de forma perfeitamente coesa, unidos de borda a borda com perfeição cristalina.

Todos os átomos dos dois materiais formam uma única estrutura em formato de favo de mel, sem distorções ou descontinuidades, proporcionando a ligação mais forte possível entre dois materiais de camada única, ideais para fabricar componentes que sejam flexíveis e transparentes.

Heterojunção

A união cristalina das duas camadas bidimensionais cria uma heterojunção, uma junção de materiais diferentes, o que é um dos elementos fundamentais dos componentes eletrônicos e fotônicos - os cientistas dos materiais costumam dizer que "a funcionalidade está na interface".

Chunming Huang e seus colegas da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, afirmam que essas heterojunções com apenas três átomos de espessura podem se tornar a base da próxima geração da eletrônica, com circuitos flexíveis e transparentes, além de melhores LEDs e células solares mais eficientes.

A possibilidade de uso desses materiais de forma individual para a construção tanto das telas transparentes e enroláveis, quanto das células solares e LEDs já foi demonstrada por outras equipes.

"A nossa demonstração experimental dessas junções entre materiais bidimensionais deve permitir o desenvolvimento de novos tipos de transistores, LEDs, nanolasers e células solares, com circuitos eletrônicos e ópticos altamente integrados dentro de um único plano atômico," disse o professor Xiaodong Xu.

Molibdenita

O grupo trabalhou com materiais conhecidos genericamente como molibdenita.

Na verdade são monocamadas de disseleneto de molibdênio e disseleneto de tungstênio, que possuem estruturas muito semelhantes, formando uma classe de materiais conhecida como MX2, onde M é um metal de transição (tungstênio ou molibdênio) e X é um calcogênio (enxofre, selênio ou telúrio).

"No futuro, combinações de materiais bidimensionais poderão ser integradas dessa maneira para formar todos os tipos de estruturas eletrônicas, como poços quânticos planos e fios quânticos, superredes cristalinas, transistores e mesmo circuitos eletrônicos inteiros," disse David Cobden, coautor do trabalho.

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