Novos nanofios ultrapuros produzidos no Centro de Nanosciência da Universidade de Copenhague (Dinamarca) terão certamente um papel central, não só no desenvolvimento de novas células fotovoltaicas, muitíssimo eficazes, mas também em nanoeletrônica. O doutorando Peter Krogstrup, do Instituto Niels Bohr, é responsável por esse avanço, em colaboração com alguns pesquisadores conhecidos e a empresa SunFlake A/S.

Os nanofios são estruturas unidimensionais com propriedades ópticas e elétricas únicas; constituem um "bloco de construção". Pesquisadores constroem sistemas em escalas nanoscópicas usando blocos de construção.

Recentemente, muitas pesquisas foram feitas sobre a utilização desses nanofios como blocos de construção de células voltaicas. O desafio principal é a construção desses nanofios. Os nanofios ultrapuros são uma parte da solução. De fato, eles são construídos sem a utilização de catalisador metálico, tal como o ouro.

"Os fios ultrapuros são fabricados sobre um substrato de silício contendo uma camada extremamente fina de óxido natural. O Gálio, que é uma parte deste nanofil, reage com o óxido e faz pequenos buracos na camada do mesmo. Tais buracos se parecem com pequenas gotas de alguns nanômetros de diâmetro. Estas gotas capturam o arsênico, o outro elemento destes nanofios, começando assim a construção dos mesmos (nanofios) por autocatálise, sem interferência de nenhuma outra substância", explica Peter Krogstrup. Esta descoberta é o resultado de um ano de pesquisa, durante seu doutorado.

Nanofios ultrapuros de arseneto de gálio crescidos em substrato de silício: desenvolvimento rápido e eficiente.

Créditos: Niels Bohr Institute.

Numerosas experiências com diferentes condições de fabricação levaram os pesquisadores a compreender melhor as leis físicas no último momento deste processo. Um nanofio é normalmente constituído de segmentos cristalinos hexagonais e cúbicos, mas esses supernanofios não são constituídos senão de segmentos cúbicos. Isso significa que o caminho dos elétrons ao longo desse fio é menos afetado e, portanto, perde menos energia, o que o torna mais eficiente. "Uma melhor compreensão do processo de crescimento nos dá um controle maior sobre o "crescimento" dos nanofios.

Os nanofios puros são a base de meus trabalhos atuais, que visam desenvolver células fotovoltaicas baseadas em nanofios. Estes resultados nos aproximam sensivelmente desse objetivo", explica Peter Krogstrup, enfatizando que esses nanofios são construídos sobre um substrato de silício.

"O substrato é mais barato que os substratos alternativos que muitos outros pesquisadores utilizam. Isso é importante, porque se trata, finalmente, de se ter um máximo de energia para um mínimo de custos", continua Peter Krogstrup, cujas pesquisas são conduzidas em colaboração com a empresa SunFlake A/S, baseada no Centro de Nanosciência da Universidade de Copenhague. A empresa trabalha no desenvolvimento de células fotovoltaicas baseadas em nanoestruturas de arseneto de gálio.

Niels Bohr Institute (Tradução - MIA).

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