Criado material semicondutor tipo N com grafeno

Agência Fapesp - 08/05/2009

Produzido material semicondutor do tipo N feito de grafeno. Material nanotecnológico pode representar o futuro da indústria de computadores e aparelhos eletrônicos.
[Imagem: Hongjie Dai]

Processadores menores, mais rápidos e mais versáteis representam uma busca constante para a indústria de informática. O futuro dos chips pode estar em um material insólito, o grafeno, como relata um novo estudo, publicado na edição desta sexta-feira (8/5) da revista Science.

Super grafeno

A pesquisa, conduzida por pesquisadores das universidades Stanford e da Flórida e do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, nos Estados Unidos, descreve avanços no uso do grafeno que poderão ajudar na aplicação dessas folhas com a espessura de átomos de carbono em computadores e outros dispositivos eletrônicos.

Descoberto em 2004, o grafeno é considerado o mais forte de todos os materiais. É também um dos tópicos mais quentes na física e química, por características particulares, como a reduzida espessura, e propriedades notáveis, como a excelente condução de eletricidade.

Semicondutor tipo N

No novo estudo, os autores conseguiram criar um dos dois tipos básicos de semicondutores usando o grafeno. O grupo montou e testou um transistor do tipo N feito de fitas de tamanho nanométrico (bilionésimo de metro) do material.

A conquista é importante, uma vez que os materiais semicondutores usados na indústria possuem duas formas - tipo N e tipo P -, que se referem à presença de elétrons ou de lacunas respectivamente - a corrente elétrica implica o movimento de elétrons, que precisam das lacunas para mudar de lugar.

Como semicondutores do tipo P de grafeno já haviam sido produzidos, agora os pesquisadores dispõem de todos os componentes fundamentais para a produção de novos processadores.

Desafios a vencer

"É claro que há ainda desafios enormes até que isso possa ser colocado em produtos, mas acho que o novo estudo terá um papel muito importante nesse processo", disse Jing Guo, da Universidade da Flórida, um dos autores da pesquisa.

"Nosso objetivo principal é encontrar uma nova maneira de modificar uma nanofita de grafeno de modo que ela seja capaz de conduzir elétrons. Trata-se de um requisito fundamental para que o material possa ser empregado na produção de dispositivos eletrônicos", disse.

Em busca de um sucessor para o silício

O entusismo pelo grafeno se deve a que, após décadas de uso, o chip de silício parece estar chegando ao seu limite. Se a evolução rumo a semicondutores cada vez menores, mais poderosos e mais baratos continuar, o que deve ocorrer, novos materiais precisarão ser encontrados.

A utilização do material nanotecnológico é objeto de pesquisa de diversos laboratórios no mundo. Em março, um grupo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts divulgou ter conseguido criar um chip de grafeno capaz de multiplicar sinais elétricos.

Guo e colegas montaram o primeiro transistor do tipo N feito de grafeno por meio do uso de um novo método que envolve afixar átomos de nitrogênio nas extremidades da nanofita, tornando-as mais lisas e capazes de fazer com que o transistor seja mais rápido.

"Usamos a química para poder lidar com os desafios que temos que enfrentar quando passamos para dimensões em escalas nanométricas. Esse trabalho é apenas o começo, mas ele indica que a química do grafeno é uma área rica para explorar o potencial desse material", disse Guo.

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