Os químicos da Universidade de Michigan desenvolveram uma solução mais ecológica, maneira mais barata de fazer filmes semicondutores monocristalinos, componentes no coração de todos os nossos aparelhos elétricos.

Filmes monocristalinos de semicondutores inorgânicos são a base de quase todos os eletrônicos, incluindo smartphones, computadores e painéis solares. Os circuitos integrados mais rápidos apresentam transistores que consistem em filmes de germânio em silício. Mas esses materiais são normalmente preparados apenas em temperaturas elevadas, com máquinas complexas que envolvem gases perigosos.

A equipe U-M, liderado por Stephen Maldonado, um professor associado de química, inventou um método para sintetizar e depositar simultaneamente filmes semicondutores cristalinos de água em temperatura ambiente usando equipamentos que podem ser montados por apenas alguns dólares.

"Nosso método não requer excesso de calor, e tudo é feito em uma solução aquosa, então não estamos usando nenhum precursor tóxico, "Disse Maldonado." E estamos fazendo isso sem sacrificar nenhuma qualidade na cristalinidade do material, que geralmente é a compensação. "

Para fazer isso, Maldonado e sua equipe fazem um fino, filme de metal líquido que repousa sobre um substrato que eles conectam a uma fonte de alimentação. Quando eles eletrificam o filme de metal, as moléculas na superfície desse filme - se estiverem em contato com a água - podem ser reduzidas a suas partes elementares. Nesse caso, unidades de óxido de germânio dissolvido são transformadas em átomos de germânio que se dissolvem no filme de metal líquido.

"Se o filme de metal líquido for fino o suficiente, os átomos de germânio precipitarão, mas seletivamente na parte inferior e como um filme cristalino uniforme ". Maldonado disse." O legal sobre isso é que estamos pegando um precursor oxidado - como o que você encontraria na natureza - e em uma etapa do processo, podemos produzir um filme tecnologicamente relevante que é um grande cristal contíguo. "

Maldonado disse que os próximos passos de sua equipe serão fazer o mesmo processo com o silício. A química é mais matizada, mas o princípio é o mesmo.

Em última análise, sem maquinário complexo e altas temperaturas, O processo de Maldonado poderia fornecer um método mais barato, maneira mais ecológica de produzir semicondutores.

"Há uma razão pela qual todos na face deste planeta não têm acesso à eletrônica avançada, "Maldonado disse." Fazer dispositivos semicondutores de alto desempenho requer uma infraestrutura substancial. "

"Este processo, em termos de seus elementos-chave - estamos falando sobre coisas que você pode obter no RadioShack. Você não precisa de alta temperatura, você não precisa de maquinários elaborados. Você só precisa de um meio para desenhar e medir uma corrente, mas os eletrônicos que você poderia montar literalmente por US $ 20. Este trabalho é um passo em direção a uma indústria de fabricação de semicondutores que poderia ser administrada por qualquer pessoa, em qualquer lugar."

A pesquisa da equipe é publicada no Jornal da American Chemical Society .