p (PhysOrg.com) - Uma abordagem iniciada por pesquisadores da North Carolina State University oferece aos cientistas uma nova visão sobre a forma como o silício se liga a outros materiais em nível atômico. Esta técnica pode levar a uma melhor compreensão e controle sobre a formação de ligações em nível atômico, e oportunidades para a criação de novos dispositivos e microchips mais eficientes. p Os fabricantes constroem dispositivos baseados em silício a partir de camadas de diferentes materiais. Ligações - a interação química entre átomos adjacentes - são o que dá aos materiais suas características distintas. “Essencialmente, uma ligação é a cola que mantém dois átomos juntos, e é esta cola que determina as propriedades do material, como dureza e transparência, ”Diz o Dr. Kenan Gundogdu, professora assistente de física da NC State e coautora da pesquisa. “As ligações são formadas à medida que os materiais se unem. Influenciamos o processo de montagem de cristais de silício aplicando tensão durante a formação da ligação. Os fabricantes sabem que a tensão faz a diferença na forma como os vínculos se formam, mas até agora não houve muita compreensão de como isso funciona no nível atômico. ”

p Gundogdu, junto com o Dr. David Aspnes, Distinto Professor Universitário de Física, e o candidato ao doutorado Bilal Gokce, usaram espectroscopia óptica junto com um método de análise pioneiro de Aspnes e do ex-aluno de graduação Dr. Eric Adles que lhes permitiu examinar o que estava acontecendo na escala atômica quando a tensão foi aplicada a um cristal de silício.

p “A tensão tem sido usada para afetar a química geral há muito tempo, ”Aspnes diz. “No entanto, ninguém observou anteriormente diferenças no comportamento químico de ligações individuais como resultado da aplicação de tensão em uma direção. Agora que podemos ver o que realmente está acontecendo, obteremos uma compreensão muito melhor de seu impacto na escala atômica, e, idealmente, ser capaz de colocá-lo em uso. ”

p De acordo com Gundogdu, “A aplicação de uma pequena quantidade de deformação em uma direção aumenta a reatividade química das ligações em determinada direção, que por sua vez causa mudanças estruturais. Até agora, tensão foi aplicada quando os dispositivos são feitos. Mas, ao observar o efeito nas ligações atômicas individuais, sabemos agora que podemos influenciar as reações químicas em uma direção específica, o que, em princípio, nos permite ser mais seletivos no processo de fabricação. ”

p A pesquisa aparece online no dia 27 de setembro. Proceedings of the National Academy of Sciences .

p “Embora possamos exercer algum controle direcional sobre as taxas de reação, ainda há muito que ainda não entendemos, ”Aspnes acrescenta. “A pesquisa contínua nos permitirá identificar as variáveis ​​ocultas relevantes, e dispositivos baseados em silício podem se tornar mais eficientes como resultado. ”