p (PhysOrg.com) - Pesquisadores da Universidade de Houston desenvolveram um método para criar matrizes de cristal único do material grafeno, um avanço que abre a possibilidade de substituição do silício em computadores e eletrônicos de alto desempenho. O trabalho de pesquisadores do UH e seus colaboradores é destaque na capa da edição de junho da Materiais da Natureza . p O grafeno é uma camada de carbono de um átomo de espessura que foi fabricada pela primeira vez em 2004. Matrizes de cristal único do material poderiam ser usadas para criar uma nova classe de transistores de alta velocidade e circuitos integrados que usam menos energia do que a eletrônica de silício porque o grafeno conduz eletricidade com pouca resistência ou geração de calor.

p Mas a indústria precisa de um método confiável e sem defeitos para a fabricação de grandes quantidades de cristais únicos de grafeno. O desenvolvimento relatado em Materiais da Natureza marca um passo no sentido de aperfeiçoar tal método.

p "Usando essas sementes, podemos cultivar uma matriz ordenada de milhares ou milhões de cristais únicos de grafeno, "disse Qingkai Yu, o primeiro autor do artigo. Yu desenvolveu o processo de crescimento de cristal único no UH Center for Advanced Materials (CAM), onde foi professor assistente de pesquisa de engenharia elétrica e da computação.

p "Esperamos que a indústria examine essas descobertas e considere as matrizes solicitadas como um possível meio de fabricar dispositivos eletrônicos, "disse Yu, que agora é professor assistente na Texas State University em San Marcos e continua sendo um líder de projeto no CAM.

p Yu e Steven Pei, UH professor de engenharia elétrica e da computação e vice-diretor do CAM, inventou a técnica de crescimento semeado de grafeno que a UH patenteou em 2010.

p “Ainda há um longo caminho a percorrer. No entanto, este desenvolvimento torna possível a fabricação de circuitos integrados com transistores de grafeno. Esta pode realmente ser a primeira tecnologia de circuito integrado viável baseada em nanoeletrônica, "Disse Pei.

p Yong P. Chen, professor assistente de nanociência e física na Purdue University, foi o autor co-correspondente do artigo.

p No CAM, arranjos de grafeno de cristal único foram cultivados no topo de uma folha de cobre dentro de uma câmara contendo gás metano usando um processo chamado deposição química de vapor. Este processo foi iniciado por Yu no CAM em 2008 e agora é amplamente aceito como o método padrão para criar filmes de grafeno de grande área para aplicações potenciais em telas de toque, e-books e células solares.

p "O grafeno ainda não chegou, em termos de produção em massa de alta qualidade, como silício, mas este é um passo muito importante nessa direção, "disse Chen, que liderou os esforços de caracterização do grafeno em Purdue.

p Além de Yu e Pei, Wei Wu e Zhihua Su, estudantes de pós-graduação da UH, os pesquisadores de pós-doutorado Zhihong Liu e Peng Peng e o professor assistente Jiming Bao junto com Chen e outros nove pesquisadores da Purdue University, Laboratório Nacional de Brookhaven, Argonne National Laboratories e Carl Zeiss SMT Inc. são os co-autores do artigo.

p Ano passado, dois cientistas receberam o Prêmio Nobel de Física pela descoberta do grafeno. Naquela hora, Yu estava trabalhando no CAM para desenvolver maneiras de produzir grandes quantidades de grafeno de alta qualidade.

p As descobertas relatadas em Materiais da Natureza demonstraram que os pesquisadores podiam controlar o crescimento das matrizes ordenadas. Os pesquisadores também foram os primeiros a demonstrar as propriedades eletrônicas dos limites de grãos individuais.