p Os pesquisadores demonstraram uma nova ferramenta de imagem para rastrear estruturas rapidamente chamadas de nanotubos de carbono de parede única, possivelmente acelerando seu uso na criação de uma nova classe de computadores e eletrônicos que são mais rápidos e consomem menos energia do que os atuais. p As nanoestruturas semicondutoras podem ser usadas para revolucionar a eletrônica, substituindo os componentes e circuitos de silício convencionais. Contudo, um obstáculo em sua aplicação é que as versões metálicas se formam inevitavelmente durante o processo de fabricação, contaminando os nanotubos semicondutores.

p Agora, os pesquisadores descobriram que uma tecnologia de imagem avançada poderia resolver esse problema, disse Ji-Xin Cheng, professor associado de engenharia biomédica e química na Purdue University.

p "O sistema de imagem usa um laser pulsante para depositar energia nos nanotubos, bombeando os nanotubos de um estado fundamental para um estado excitado, "disse ele." Então, outro laser chamado de sonda detecta os nanotubos excitados e revela o contraste entre tubos metálicos e semicondutores. "

p A tecnica, chamada de absorção transitória, mede a "metalicidade" dos tubos. O método de detecção pode ser combinado com outro laser para eliminar os nanotubos metálicos indesejados conforme eles saem da linha de fabricação, deixando apenas os tubos semicondutores.

p As descobertas são detalhadas em um artigo de pesquisa publicado online esta semana no jornal Cartas de revisão física .

p Nanotubos de parede única são formados pelo enrolamento de uma camada de grafite de um átomo de espessura chamada grafeno, que poderia eventualmente rivalizar com o silício como base para chips de computador. Pesquisadores do grupo de Cheng, trabalhando com nanomateriais para estudos biomédicos, ficaram intrigados quando perceberam que as nanopartículas metálicas e os nanofios semicondutores transmitiam e absorviam luz de maneira diferente após serem expostos ao laser pulsante.

p Em seguida, o pesquisador Chen Yang, um professor assistente de química física da Purdue, sugeriu que o método pode ser usado para rastrear os nanotubos para nanoeletrônica.

p "Quando você faz nanocircuitos, você só quer os semicondutores, por isso é muito importante ter um método para identificar os nanotubos metálicos, "Yang disse.

p O artigo foi escrito pelo estudante de doutorado em física de Purdue, Yookyung Jung; o cientista de pesquisa em engenharia biomédica Mikhail N. Slipchenko; Chang-Hua Liu, estudante de graduação em engenharia elétrica na Universidade de Michigan; Alexander E. Ribbe, gerente do Grupo de Nanotecnologia no Departamento de Química de Purdue; Zhaohui Zhong, professor assistente de engenharia elétrica e ciência da computação em Michigan; e Yang e Cheng. Os pesquisadores de Michigan produziram os nanotubos.

p Semicondutores como o silício conduzem eletricidade sob algumas condições, mas não em outras, tornando-os ideais para controlar a corrente elétrica em dispositivos como transistores e diodos.

p Os nanotubos têm um diâmetro de cerca de 1 nanômetro, ou aproximadamente o comprimento de 10 átomos de hidrogênio amarrados juntos, tornando-os muito pequenos para serem vistos com um microscópio de luz convencional.

p "Eles podem ser vistos com um microscópio de força atômica, mas isso apenas informa a morfologia e as características da superfície, não o estado metálico do nanotubo, "Cheng disse.

p A técnica de imagem de absorção transiente representa o único método rápido para dizer a diferença entre os dois tipos de nanotubos. A técnica é "livre de rótulos, "o que significa que não requer que os nanotubos sejam marcados com corantes, tornando-o potencialmente prático para a fabricação, ele disse.

p Os pesquisadores realizaram a técnica com nanotubos colocados em uma superfície de vidro. O trabalho futuro se concentrará na realização de imagens quando os nanotubos estão em uma superfície de silício para determinar o quão bem ele funcionaria em aplicações industriais.

p "Começamos este trabalho em um substrato de silício, e os resultados preliminares são muito bons, "Cheng disse.

p Pesquisas futuras também podem estudar como os elétrons viajam dentro de nanotubos individuais.