O nitreto de índio é um material promissor para uso em eletrônica, mas difícil de fabricar. Cientistas da Linköping University, Suécia, desenvolveram uma nova molécula que pode ser usada para criar nitreto de índio de alta qualidade, tornando possível usá-lo em, por exemplo, eletrônica de alta frequência. Os resultados foram publicados em Química de Materiais .

A largura de banda que usamos atualmente para transferência de dados sem fio estará cheia em breve. Se quisermos continuar transmitindo quantidades cada vez maiores de dados, a largura de banda disponível deve ser aumentada trazendo mais frequências em uso. O nitreto de índio pode fazer parte da solução.

"Como os elétrons se movem através do nitreto de índio com extrema facilidade, é possível enviar elétrons para trás e para frente através do material em velocidades muito altas, e criar sinais com frequências extremamente altas. Isso significa que o nitreto de índio pode ser usado em eletrônicos de alta frequência, onde pode fornecer, por exemplo, novas frequências para transferência de dados sem fio, "diz Henrik Pedersen, professor de química inorgânica do Departamento de Física, Química e Biologia na Linköping University. Ele conduziu o estudo, que foi publicado recentemente em Química de Materiais .

O nitreto de índio consiste em nitrogênio e um metal, índio. É um semicondutor e, portanto, pode ser usado em transistores, no qual todos os dispositivos eletrônicos são baseados. O problema é que é difícil produzir filmes finos de nitreto de índio. Filmes finos de materiais semicondutores semelhantes são frequentemente produzidos usando um método bem estabelecido conhecido como deposição química de vapor, ou CVD, em que temperaturas entre 800 e 1, 000 graus Celsius são usados. Contudo, nitreto de índio se decompõe em seus constituintes, índio e nitrogênio, quando é aquecido acima de 600 graus Celsius.

Os cientistas que conduziram o presente estudo usaram uma variante do CVD conhecida como deposição de camada atômica, ou ALD, em que temperaturas mais baixas são usadas. Eles desenvolveram uma nova molécula, conhecido como triazenido de índio. Ninguém havia trabalhado com esses triazenídeos de índio anteriormente, e os pesquisadores da LiU logo descobriram que a molécula de triazenida é um excelente material de partida para a fabricação de filmes finos. A maioria dos materiais usados ​​em eletrônica deve ser produzida permitindo que uma película fina cresça em uma superfície que controla a estrutura cristalina do material eletrônico. O processo é conhecido como crescimento epitaxial. Os pesquisadores descobriram que é possível atingir o crescimento epitaxial do nitreto de índio se o carboneto de silício for usado como substrato, algo que não era conhecido anteriormente. Além disso, o nitreto de índio produzido desta forma é extremamente puro, e está entre os nitretos de índio da mais alta qualidade do mundo.

"A molécula que produzimos, um triazenido de índio, torna possível o uso de nitreto de índio em dispositivos eletrônicos. Mostramos que é possível produzir nitreto de índio de uma maneira que garanta que seja suficientemente puro para ser descrito como um verdadeiro material eletrônico, "diz Henrik Pedersen.

Os pesquisadores descobriram outro fato surpreendente. É geralmente aceito entre aqueles que usam ALD que não se deve permitir que as moléculas reajam ou sejam quebradas de qualquer forma na fase gasosa. Mas quando os pesquisadores mudaram a temperatura do processo de revestimento, eles descobriram que não há apenas um, mas dois, temperaturas nas quais o processo era estável.

"O triazenido de índio se decompõe em fragmentos menores na fase gasosa, e isso melhora o processo ALD. Esta é uma mudança de paradigma dentro de ALD - usando moléculas que não são totalmente estáveis ​​na fase gasosa. Mostramos que podemos obter um resultado final melhor se permitirmos que a nova molécula se decomponha em certa medida na fase gasosa, "diz Henrik Pedersen.

Os pesquisadores agora estão examinando moléculas de triazenida semelhantes com outros metais além do índio, e obtiveram resultados promissores ao usá-los para produzir moléculas para ALD.