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Luz ultravioleta transforma nanotubos de carbono metálicos em semicondutores.

Pesquisadores americanos desenvolveram um método simples e que oferece possibilidade de trabalho em larga escala para purificar misturas de nanotubos de carbono. O processo usa luz ultravioleta e ar para produzir nanotubos de carbono semicondutores, que podem ser utilizados no desenvolvimento da próxima geração de chips de computadores.

Devido às suas propriedades eletrônicas e morfológicas especiais, os nanotubos de carbono são candidatos promissores para a fabricação de eletrodos no futuro. Entretanto, os nanotubos podem ser altamente condutores (metálicos) ou semicondutores, dependendo de como os átomos de carbono estão arranjados. Aproximadamente um terço dos nanotubos sintetizados em uma amostra são metálicos. Tal propriedade é um problema quando se pretende usar nanotubos em dispositivos eletrônicos que têm como base a semicondutividade, como é o caso dos transistores. A corrente elétrica irá percorrer os tubos metálicos, pois estes representam o caminho de menor resistência.





A coexistência de nanotubos de carbono metálicos e semicondutores quando do seu crescimento estabelece limites importantes à sua aplicação na eletrônica de alta performance.

Créditos: ACS, Nanoletters.



As tentativas anteriores para contornar o problema consistiam em separar seletivamente os nanotubos metálicos dos semicondutores. Agora, a equipe liderada por Chongwu Zhou, da University of Southern California, em Los Angeles (EUA), encontrou uma maneira muito mais fácil de uniformizar os tubos quanto ao caráter condutor: usou luz ultravioleta para oxidar os nanotubos. Esse processo induz à formação de defeitos na parede dos nanotubos metálicos, tornando-os semicondutores.

Usando o comprimento de onda apropriado, a luz ultravioleta irá quebrar as moléculas de oxigênio no ar, produzindo radicais de oxigênio e ozônio. Estas espécies atacam as paredes dos nanotubos de carbono ligando grupos oxigenados na superfície. Embora esse processo não afete significativamente os tubos semicondutores, reduz dramaticamente a condutividade dos nanotubos metálicos.

"Esta conversão deixa os nanotubos com excelentes características de transistores", afirma David Carey, um especialista em nanotubos de carbono da University of Surrey, no Reino Unido. Dispositivos semicondutores baseados em nanotubos de carbono possuem um grande potencial, explica ele. "Removendo os nanotubos metálicos, aumenta a razão on/off da corrente do transistor, significando que os dispositivos podem realmente ser desligados."

Merece destaque o fato de que o processo se apresenta promissor para ser aplicado em larga escala, de forma que grandes quantidades de materiais podem ser convertidas de uma só vez, ou que a conversão pode ser realizada na última etapa do processo de "fabricação" do dispositivo. "Acho que esta metodologia realmente abre a possibilidade de termos uma nanoeletrônica de escala, baseada em nanotubos de carbono", disse Carey.

Iris Nandhakumar, da University of Southampton, também no Reino Unido, é mais cauteloso quanto ao novo método. "Para realmente comprovar a aplicação em escala industrial, mais estudos serão necessários", diz ele, "mas se os resultados levarem a um bom grau de reprodutibilidade, trata-se de uma descoberta muito interessante".

RSC (Tradução - AGS).


Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título "Scalable Light-Induced Metal to Semiconductor Conversion of Carbon Nanotubes", de autoria de L. M. Gomez, A. Kumar, Yi Zhang, K. Ryu, A. Badmaev e C. Zhou, foi publicado na revista Nano Letters, volume 9, número 10, págs.3592-3598, 2009, DOI: 10.1021/nl901802m.


Assuntos Conexos:

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