p Os nanofios de silício estão atraindo uma atenção significativa da indústria eletrônica devido à busca por dispositivos eletrônicos cada vez menores, de telefones celulares a computadores. A operação desses dispositivos futuros, e uma ampla gama de aplicativos adicionais, vai depender das propriedades mecânicas desses nanofios. Uma nova pesquisa da Universidade Estadual da Carolina do Norte mostra que os nanofios de silício são muito mais resistentes do que seus equivalentes maiores, uma descoberta que pode abrir caminho para menores, nanoeletrônica mais robusta, nanossensores, diodos emissores de luz e outras aplicações. p Não é nenhuma surpresa que as propriedades mecânicas dos nanofios de silício sejam diferentes dos materiais de silício "em massa" - ou de tamanho normal, porque conforme o diâmetro dos fios diminui, há uma relação superfície-volume crescente. Infelizmente, resultados experimentais relatados na literatura sobre as propriedades de nanofios de silício relataram resultados conflitantes. Assim, os pesquisadores da NC State decidiram quantificar as propriedades elásticas e de fratura do material.

p "A principal indústria de semicondutores é construída com silício, "diz o Dr. Yong Zhu, professor assistente de engenharia mecânica na NC State e pesquisador líder neste projeto. "Esses fios são os blocos de construção para a nanoeletrônica do futuro." Para este estudo, os pesquisadores decidiram determinar quanto abuso esses nanofios de silício podem suportar. Como eles se deformam - o que significa o quanto você pode esticar ou empenar o material antes que ele se quebre? E quanta força eles podem suportar antes de fraturar ou rachar? Os pesquisadores se concentraram em nanofios feitos usando o processo de síntese vapor-líquido-sólido, que é uma maneira comum de produzir nanofios de silício.

p Zhu e sua equipe mediram as propriedades dos nanofios usando testes de tração in-situ em microscopia eletrônica de varredura. Um nanomanipulador foi usado como o atuador e um micro cantilever usado como o sensor de carga. "Nosso método experimental é direto, mas simples, "diz Qingquan Qin, um Ph.D. aluna da NC State e co-autora do artigo. "Este método oferece observação em tempo real da deformação e fratura do nanofio, ao mesmo tempo em que fornece dados quantitativos de estresse e deformação. O método é muito eficiente, portanto, um grande número de amostras pode ser testado dentro de um período de tempo razoável. "

p Acontece que os nanofios de silício se deformam de uma maneira muito diferente do silício em massa. "O silício a granel é muito frágil e tem deformabilidade limitada, o que significa que não pode ser esticado ou deformado muito sem quebrar. "diz Feng Xu, um Ph.D. estudante do estado de NC e co-autor do artigo, "Mas os nanofios de silício são mais resistentes, e pode suportar deformações muito maiores. Outras propriedades dos nanofios de silício incluem o aumento da resistência à fratura e a diminuição do módulo de elasticidade conforme o nanofio fica cada vez menor. "

p O fato de os nanofios de silício terem mais deformabilidade e resistência é um grande negócio. "Essas propriedades são essenciais para o design e confiabilidade de novos nanodispositivos de silício, "Zhu diz." Os insights obtidos com este estudo não apenas avançam a compreensão fundamental sobre os efeitos do tamanho nas propriedades mecânicas das nanoestruturas, mas também dá aos projetistas mais opções na concepção de nanodispositivos, desde nanosensores a nanoeletrônicos e células solares nanoestruturadas. "

p Mais Informações: O estudo, "Mechanical Properties of Vapor-Liquid-Solid Synthesized Silicon Nanowires, "foi coautor de Zhu, Xu, Qin, Wei Lu, pesquisador da Universidade de Michigan (UM) e Ph.D. estudante Wayne Fung. O estudo foi publicado na edição de 11 de novembro da Nano Letras .

p Fonte:North Carolina State University (notícias:web)