Primeiro semicondutor de grafeno do mundo

@ Georgia Institute of Technology

Pesquisadores da China e dos EUA desenvolveram em conjunto o primeiro semicondutor funcional do mundo feito de grafeno, abrindo caminho para produtos eletrônicos menores, mais rápidos e mais eficientes.

Semicondutores são materiais que conduzem eletricidade sob certas condições, que são os componentes básicos dos dispositivos eletrônicos.

Eles “são essenciais para permitir o funcionamento de todos os computadores. Os semicondutores nos permitem criar pequenos interruptores que podem ser ligados e desligados para permitir o fluxo de eletricidade. É essa eletricidade que flui através dos circuitos elétricos que permite aos computadores realizarem cálculos”, disse Sarah Haigh, professora de materiais do Instituto Nacional de Grafeno da Universidade de Manchester, no Reino Unido, à Deutsche Welle (DW).

Atualmente, quase todos os eletrônicos modernos dependem de semicondutores baseados em silício. Enquanto os dispositivos eletrônicos estão se tornando menores e com velocidades de processamento mais rápidas, os semicondutores baseados em silício estão se aproximando dos limites de suas capacidades físicas. Novas direções de pesquisa incluem chips quânticos e baseados em carbono.

O grafeno, que é uma única folha de átomos de carbono unidos pelas ligações mais fortes conhecidas, apresenta tenacidade, flexibilidade, leveza e alta resistência.

No entanto, um problema que impede seu uso na eletrônica é que o grafeno não possui um band gap, que é uma propriedade eletrônica crucial que permite que os semicondutores sejam ligados e desligados.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tianjin, na China, e do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos EUA, fez agora um grande avanço ao transformar o grafeno em um semicondutor. Os pesquisadores cultivaram grafeno em pastilhas de carboneto de silício usando um forno especial para produzir grafeno epitaxial, que é uma única camada de material cultivada em faces de cristal de carboneto de silício. Eles descobriram que, se feito corretamente, o grafeno epitaxial se ligará quimicamente ao carboneto de silício e exibirá propriedades semicondutoras.

A medição da equipe mostrou que o semicondutor de grafeno tem mobilidade 10 vezes maior que o silício. Em outras palavras, os elétrons se movem com resistência muito baixa, o que, na eletrônica, se traduz em uma computação mais rápida”.

Os pesquisadores disseram que o grafeno epitaxial pode causar uma mudança de paradigma na eletrônica e levar a tecnologias completamente novas que aproveitem suas propriedades únicas.

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