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  • Nova técnica integra grafeno, óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido em chips de silício em temperatura ambiente
    p Crédito:Anagh Bhaumik.

    p Pesquisadores de materiais da North Carolina State University desenvolveram uma técnica que lhes permite integrar o grafeno, óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO) em substratos de silício em temperatura ambiente usando recozimento a laser pulsado de nanossegundos. O avanço abre a possibilidade de criação de novos aparelhos eletrônicos, e os pesquisadores já planejam usar a técnica para criar sensores biomédicos inteligentes. p Na nova técnica, os pesquisadores começam com um substrato de silício. Eles cobrem isso com uma camada de nitreto de titânio de cristal único, usando epitaxia de correspondência de domínio para garantir que a estrutura cristalina do nitreto de titânio esteja alinhada com a estrutura do silício. Os pesquisadores então colocam uma camada de liga de cobre-carbono (Cu-2.0 por cento C atômico) sobre o nitreto de titânio, novamente usando epitaxia de correspondência de domínio. Finalmente, os pesquisadores derretem a superfície da liga com pulsos de laser de nanossegundos, que puxa o carbono para a superfície.

    p Se o processo for feito no vácuo, o carbono se forma na superfície como grafeno; se for feito em oxigênio, forma GO; e se feito em uma atmosfera úmida seguida de vácuo, ele se forma como rGO. Em todos os três casos, a estrutura cristalina do carbono está alinhada com a liga de cobre-carbono subjacente.

    p "Podemos controlar se o carbono forma uma ou duas monocamadas na superfície do material, manipulando a intensidade do laser e a profundidade da fusão, "diz Jay Narayan, John C. Fan Distinguished Chair Professor of Materials Science and Engineering na NC State e autor sênior de um artigo que descreve o trabalho.

    p "O processo pode ser facilmente ampliado, "Narayan diz." Fizemos bolachas com cinco centímetros de lado, e poderia facilmente torná-los muito maiores, usando lasers com Hertz mais alto. E tudo isso é feito em temperatura ambiente, o que reduz o custo. "

    p O grafeno é um excelente condutor, mas não pode ser usado como semicondutor. Contudo, rGO é um material semicondutor, que pode ser usado para fazer dispositivos eletrônicos, como sensores inteligentes integrados e dispositivos óptico-eletrônicos.

    p “Já patenteamos a técnica e planejamos usá-la para desenvolver sensores biomédicos inteligentes integrados a chips de computador, "Narayan diz.

    p O papel, "Integração de escala de wafer de óxido de grafeno reduzido por novo processamento a laser em temperatura ambiente no ar, "foi publicado em 9 de setembro na Journal of Applied Physics .


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