Nanotecnologia

Descoberta nova técnica para fabricação em escala atômica

Descoberta nova técnica para fabricação em escala atômica
A nova técnica de deposição de camada atômica permite a fabricação de camadas muito puras e exatamente com a espessura desejada. [Imagem: C. Smith/Science]

Deposição de camada atômica

Basta se lembrar que o grafeno é uma camada de carbono com apenas um átomo de espessura para se dar conta do quanto é importante para a nanotecnologia a capacidade de fabricar coisas em camadas.

E quanto mais próximas do nível atômico forem as camadas, melhor.

É por isso que está chamando a atenção uma nova técnica desenvolvida por Yihua Liu, do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos Estados Unidos.

Liu desenvolveu um novo método de deposição de camada atômica, que permite a fabricação de materiais e componentes em escala atômica, com uma precisão que não pode ser alcançada pelas técnicas atuais de deposição de vapor químico.

Resultado surpreendente

O método consiste na aplicação de um "alto sobrepotencial" de eletricidade para depositar uma camada do elemento sobre uma superfície.

A seguir, gera-se um subpotencial, que resulta na formação de uma camada atômica de hidrogênio sobre a primeira camada depositada.

O hidrogênio recobre a camada apenas por um breve instante, desaparecendo tão logo os pesquisadores ajustam o potencial para aplicar a próxima camada metálica.

"O resultado é surpreendente," diz o Dr. Jay Switzer, convidado pela revista Science para comentar a descoberta.

Tecnologia promissora

"A sabedoria convencional sugere que a melhor maneira de eletrodepositar filmes metálicos ultrafinos seria aplicar ou uma subtensão ou uma sobretensão muito pequena," explica o Dr. Switzer.

Mas Liu descobriu que a formação da camada de hidrogênio torna o processo autolimitante, impedindo o acúmulo de muitos átomos e evitando que a espessura da camada aumente de forma indesejada.

Ou seja, o hidrogênio dosa precisamente a espessura da camada de átomos metálicos depositados em cada passo, justamente o que é mais importante quando se está tentando formar camadas atômicas de qualquer material ou intercalar camadas de materiais diferentes.

"A beleza dessa nova rota eletroquímica para deposição de camadas atômicas é que ela mescla eletroquímica básica e ciência dos materiais para desvelar uma nova tecnologia promissora," disse Switzer.

Uma tecnologia que deverá ter usos na ciência dos materiais em geral, e no crescimento de óxidos metálicos e semicondutores em particular.

Bibliografia:

Self-Terminating Growth of Platinum Films by Electrochemical Deposition
Yihua Liu, Dincer Gokcen, Ugo Bertocci, Thomas P. Moffat
Science
Vol.: 338 no. 6112 pp. 1327-1330
DOI: 10.1126/science.1228925

Atomic Layer Electrodeposition
Jay A. Switzer
Science
Vol.: 338 no. 6112 pp. 1300-1301
DOI: 10.1126/science.1231853




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