A descoberta feita na EPFL poderá desempenhar um papel importante na eletrônica, permitindo a fabricação de transistores menores e mais eficientes em termos de consumo de energia. A pesquisa realizada no Laboratório da EPFL revelou que o MoS₂ é um semicondutor muito eficiente. Este mineral, abundante na natureza, é frequentemente utilizado como um elemento em ligas de aço ou como aditivo em lubrificantes. No entanto, esse material ainda não tinha sido estudado extensivamente visando aplicações em eletrônica.


Consumo de energia 100.000 vezes menor

"É um material bidimensional, muito fino e fácil de usar em nanotecnologia. Ele tem potencial real para a fabricação de transistores muito pequenos, diodos emissores de luz (LEDs) e células solares", disse o Professor da EPFL Andras Kis, que teve como colaboradores B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti. Ele compara as vantagens da molibdenita com as de outros dois materiais: silício, atualmente o principal componente utilizado em chips eletrônicos, e grafeno, cujas propriedades especiais e promessa de aplicações foram reconhecidas com o prêmio Nobel de Física de 2010 para André Geim e Konstantin Novoselov.

Uma das vantagens da molibdenita é o fato de ser menos volumosa que o silício, que é um material tridimensional. "Em uma folha de MoS₂, com 0,65 nanômetros de espessura, os elétrons podem se mover tão facilmente como em uma folha de silício com 2 nanômetros de espessura", explica Kis. "Mas no momento não é possível fabricar uma folha de silício tão fina quanto uma monocamada de MoS₂." Outra vantagem da molibdenita é que ela pode ser usada para fabricar transistores que consomem 100 mil vezes menos energia em estado de espera que os transistores feitos com silício. Para controlar o estado "on" (ligado) e "off" (desligado) de um transistor é preciso usar um semicondutor com "gap" não muito pequeno nem muito grande, a molibdenita possui um "gap de 1,8 eV, ideal para esta finalidade.


Superando o grafeno

Em física do estado sólido, a teoria de bandas é uma forma de representar a energia dos elétrons em um determinado material. Em semicondutores existem intervalos de energia que os elétrons não podem ocupar, são os chamados "gaps". Se o gap não for muito pequeno ou muito grande, alguns elétrons podem "pular" o gap, indo da banda de valência para a banda de condução. Nessa situação é possível ter um nível maior de controle sobre o comportamento elétrico do material, que pode ser ligado e desligado com facilidade.

A existência deste "gap" na molibdenita também lhe dá uma vantagem sobre o grafeno. Considerado hoje, por muitos cientistas, como o material da eletrônica do futuro, o grafeno é um "semimetal" e não possui "gap", cuja tarefa de produzir artificialmente esse "gap" no material não é uma tarefa muito difícil.

Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) (Tradução - AGS).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia: "Single-layer MoS₂ transistors", de autoria de B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacomettie e A. Kis, foi publicado na revista Nature Nanotechnology, e pode ser acessado no link http://dx.doi.org/doi:10.1038/nnano.2010.279.