Químicos da Brown University descobriram uma maneira de fazer novos 2-D, nanomateriais semicondutores semelhantes ao grafeno usando um antigo modo de espera do mundo dos semicondutores:o silício.

Em artigo publicado na revista Nanoletters , os pesquisadores descrevem métodos para fazer nanofitas e nanoplacas a partir de um composto chamado telureto de silício. Os materiais são puros, Semicondutores do tipo p (portadores de carga positiva) que podem ser usados ​​em uma variedade de dispositivos eletrônicos e ópticos. Sua estrutura em camadas pode absorver lítio e magnésio, o que significa que também pode ser usado para fazer eletrodos nesses tipos de baterias.

"Compostos à base de silício são a espinha dorsal do processamento eletrônico moderno, "disse Kristie Koski, professor assistente de química na Brown, quem liderou o trabalho. "O telureto de silício está nessa família de compostos, e mostramos um método totalmente novo para usá-lo para fazer camadas, nanomateriais bidimensionais. "

Koski e sua equipe sintetizaram os novos materiais por meio de deposição de vapor em um forno tubular. Quando aquecido no tubo, o silício e o telúrio evaporam e reagem para formar um composto precursor que é depositado em um substrato por um gás transportador de argônio. O telureto de silício então cresce a partir do composto precursor.

Diferentes estruturas podem ser feitas variando a temperatura do forno e usando diferentes tratamentos do substrato. Ajustando o processo, os pesquisadores fizeram nanofitas que têm cerca de 50 para 1, 000 nanômetros de largura e cerca de 10 mícrons de comprimento. Eles também fizeram nanoplacas planas no substrato e em pé.

"Vemos muito as placas de pé, "Koski disse." Eles são meio hexágonos sentados eretos no substrato. Eles se parecem um pouco com um cemitério. "

Cada uma das diferentes formas tem uma orientação diferente da estrutura cristalina do material. Como resultado, todos eles têm propriedades diferentes e podem ser usados ​​em aplicativos diferentes.

Os pesquisadores também mostraram que o material pode ser "dopado" por meio do uso de diferentes substratos. O doping é um processo pelo qual minúsculas impurezas são introduzidas para alterar a prosperidade elétrica de um material. Nesse caso, os pesquisadores mostraram que o telureto de silício pode ser dopado com alumínio quando cultivado em um substrato de safira. Esse processo pode ser usado, por exemplo, para mudar o material de um semicondutor do tipo p (um com portadores de carga positiva) para um tipo n (um com portadores de carga negativa).

Os materiais não são particularmente estáveis ​​no ambiente, Koski diz, mas isso é facilmente remediado.

"O que podemos fazer é oxidar o telureto de silício e, em seguida, cozer o telúrio, deixando um revestimento de óxido de silício, "ela disse." Esse revestimento protege e permanece bastante estável. "

Daqui, Koski e sua equipe planejam continuar testando as propriedades eletrônicas e ópticas do material. Eles são encorajados pelo que viram até agora.

"Achamos que é um bom candidato para trazer as propriedades dos materiais 2-D para o reino da eletrônica, "Koski disse.