p (PhysOrg.com) - Grafeno, uma camada de um átomo de espessura de uma rede de carbono com uma estrutura em favo de mel, tem grande potencial para uso em rádios, computadores, telefones e outros dispositivos eletrônicos. Mas as aplicações foram bloqueadas porque o grafeno semimetálico, que tem uma lacuna de banda zero, não funciona efetivamente como um semicondutor para amplificar ou comutar sinais eletrônicos. p Enquanto o corte de folhas de grafeno em fitas em nanoescala pode abrir uma lacuna de banda maior e melhorar a função, dispositivos 'nanofibra' muitas vezes têm correntes de condução limitadas, e dispositivos práticos exigiriam a produção de matrizes densas de nanofitas ordenadas - um processo que até agora não foi alcançado ou claramente conceituado.

p Mas Yu Huang, professor de ciência de materiais e engenharia na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da UCLA Henry Samueli, e sua equipe de pesquisa, em colaboração com o professor de química da UCLA Xiangfeng Duan, pode ter encontrado uma nova solução para os desafios do grafeno.

p Em pesquisa a ser publicada na edição de março da Nature Nanotechnology (atualmente disponível online), A equipe de Huang revela a criação de uma nova nanoestrutura de grafeno chamada nanomesh de grafeno, ou GNM. A nova estrutura é capaz de abrir uma lacuna de banda em uma grande folha de grafeno para criar um sistema altamente uniforme, filme fino semicondutor contínuo que pode ser processado usando métodos de processamento de semicondutor planar padrão.

p "As nanomashes são preparadas perfurando uma matriz de alta densidade de orifícios em nanoescala em uma única ou em algumas camadas de grafeno usando um filme fino de copolímero em bloco auto-montado como modelo de máscara, "disse Huang.

p A nanomesh pode ter periodicidades variáveis, definido como a distância entre os centros de dois nanoholes vizinhos. Larguras do pescoço, a menor distância entre as bordas de dois orifícios vizinhos, pode ser tão baixo quanto 5 nanômetros.

p Essa capacidade de controlar a periodicidade da nanomesh e a largura do pescoço é muito importante para controlar as propriedades eletrônicas porque as propriedades de transporte de carga são altamente dependentes da largura e do número de vias de corrente críticas.

p Usando tal nanomesh como canal semicondutor, Huang e sua equipe demonstraram transistores de temperatura ambiente que podem suportar correntes quase 100 vezes maiores do que dispositivos individuais de nanofita de grafeno, mas com uma relação liga-desliga comparável. A relação liga-desliga é a relação entre as correntes quando um dispositivo é ligado ou desligado. Isso geralmente revela a eficácia com que um transistor pode ser desligado e ligado.

p Os pesquisadores também mostraram que a relação liga-desliga pode ser ajustada variando-se a largura do pescoço.

p "Os GNMs podem abordar muitos dos desafios críticos enfrentados pelo grafeno, além de contornar os problemas de montagem mais desafiadores, "Huang disse." Em conjunto com os avanços recentes no crescimento do grafeno sobre um substrato de grande área, este conceito tem o potencial de permitir um uniforme, Filme fino de nanomesh semicondutor contínuo que pode ser usado para fabricar dispositivos e circuitos integrados com o tamanho de dispositivo desejado e a corrente motriz.

p "O conceito do GNM, portanto, aponta para um caminho claro para a aplicação prática do grafeno como um material semicondutor para a eletrônica do futuro. As características estruturais e eletrônicas exclusivas dos GNMs também podem abrir oportunidades interessantes em biossensores altamente sensíveis e uma nova geração de spintrônica , da detecção magnética ao armazenamento, " ela disse.