Com o avançar dos séculos, cada vez mais a demanda por eficiência, rapidez e portabilidade tornou-se mais urgente. Dentre as áreas que têm-se mais se destacado, estão a Medicina e a Robótica. Especialistas em âmbito global têm trabalhado para a produção de dispositivos modernos que atendam a estas necessidades.
Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia alcançaram agora um grande avanço em eletrônica criando, com sucesso, o primeiro semicondutor funcional do mundo feito de grafeno – uma única folha de átomos de carbono unida pelas ligações mais fortes conhecidas.
Os semicondutores são componentes fundamentais dos dispositivos eletrônicos e apresentam condutividade elétrica sob condições específicas. A descoberta revolucionária do Georgia Tech abre as portas para uma nova maneira de fazer eletrônica em um momento em que o silício, que é o material do qual são feitos quase todos os eletrônicos modernos, está chegando ao seu limite diante de uma computação cada vez mais rápida e de dispositivos eletrônicos cada vez menores.
O semicondutor de grafeno criado pela equipe, liderada por Walter de Heer, professor de física da Georgia Tech, tem o potencial de surgir como um substituto viável para o silício nos próximos anos. De acordo com o comunicado à imprensa, o semicondutor é compatível com os métodos convencionais de processamento microeletrônico.
“Agora temos um semicondutor de grafeno extremamente robusto com dez vezes a mobilidade do silício e que também tem propriedades exclusivas não disponíveis no silício”, disse de Heer.
De Heer e seus colegas alcançaram esse avanço inventando um método para cultivar grafeno em pastilhas de carbeto de silício usando fornos especiais. Eles produziram grafeno epitaxial, que é uma camada única que cresce na face cristalina do carbeto de silício.
Eles também realizaram testes sobre a condutividade do material usando uma técnica chamada dopagem e descobriram que o semicondutor de grafeno tem dez vezes a mobilidade do silício. Isso significa que os elétrons se movem com resistência muito baixa, o que, em eletrônica, se traduz em computação mais rápida.
Para chegar a essa descoberta, a equipe superou o principal obstáculo que vem atormentando a pesquisa do grafeno há décadas. Até esse desenvolvimento, o grafeno não tinha um “intervalo de banda”, que é uma característica eletrônica crucial necessária para que os semicondutores funcionem adequadamente.
“Um problema antigo na eletrônica do grafeno é que o grafeno não tinha o intervalo de banda correto e não podia ligar e desligar na proporção correta”, disse Lei Ma, coautor do artigo. “Ao longo dos anos, muitos tentaram resolver esse problema com uma variedade de métodos. Nossa tecnologia atinge o intervalo de banda e é uma etapa crucial para a realização de eletrônicos baseados em grafeno.”
O grafeno epitaxial tem o potencial de revolucionar o campo da eletrônica e abrir caminho para novas tecnologias. As propriedades exclusivas desse material podem permitir o desenvolvimento da computação quântica, que exige a utilização das propriedades de onda mecânica quântica dos elétrons.
Além disso, pode oferecer soluções revolucionárias para a indústria de transformação do plástico devido à sua baixa espessura, ótima resistência, leveza e excelente condutividade térmica e elétrica, servindo para inúmeras aplicações e sendo um material de enorme potencial inovador.
Fonte: InceptiveMind | Amit Malewar