p A eletrônica moderna como a conhecemos, de televisores a computadores, dependem de materiais condutores que podem controlar as propriedades eletrônicas. À medida que a tecnologia se reduz a dispositivos de comunicação de bolso e microchips que podem caber na cabeça de um alfinete, materiais condutores de tamanho nanométrico são muito procurados. p Agora, Prof. Eran Rabani da Escola de Química da Universidade de Tel Aviv na Faculdade de Ciências Exatas Raymond e Beverly Sackler, em colaboração com os Profs. Uri Banin e Oded Millo na Universidade Hebraica, foi capaz de demonstrar como os nanocristais semicondutores podem ser dopados para alterar suas propriedades eletrônicas e serem usados ​​como condutores. Isso abre um mundo de possibilidades, diz o Prof. Rabani, em termos de aplicações de pequenos dispositivos eletrônicos e eletro-ópticos, como diodos e fotodiodos, componentes elétricos usados ​​em telefones celulares, câmeras digitais, e painéis solares.

p Os painéis solares são normalmente feitos de uma junção PN. Quando eles absorvem luz, a junção separa os elétrons carregados negativamente e os orifícios carregados positivamente, produzindo uma corrente elétrica, explica o Prof. Rabani. "Com este novo método de dopagem de nanocristais para torná-los do tipo p e n, esperamos que os painéis solares não sejam apenas mais eficientes, mas mais barato também, ", diz ele. Esta pesquisa foi publicada recentemente na revista Science.

p Progresso cristalino

p De acordo com o Prof. Rabani, a busca por nanocristais eletricamente dopados tem sido uma batalha árdua. Os próprios cristais têm a capacidade de se purificarem, o que significa que eles se purificam de dopantes. Também, ele adiciona, alguns dos métodos sintéticos para dopagem eram problemáticos em escala nanométrica - os cristais eram incapazes de resistir às técnicas de dopagem aplicáveis ​​a semicondutores em massa.

p A chave, explica o Prof. Rabani, foi encontrar um método para dopar os nanocristais sem "branquear" suas propriedades ópticas - e, portanto, anular suas capacidades de absorção. Se você pode dopar nanocristais desta forma, ele diz, ele abre a porta para muitas aplicações práticas baseadas em materiais nanocristalinos. "O que quer que você possa fazer com os nanocristais, você pode fazer com nanocristais dopados - e mais controlando suas propriedades eletrônicas. "

p Esses desafios foram contornados com o uso de reações controladas por difusão em temperatura ambiente. Os cristais foram banhados em uma solução que incluía os dopantes, onde a difusão lenta permitiu que as impurezas encontrassem seu caminho para o nanocristal.

p Os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura (STM), um dispositivo que exibe imagens em um nível atômico, a fim de determinar o sucesso de seu procedimento de doping. Essas medições indicaram como a energia Fermi dos nanocristais mudou após a dopagem, uma característica fundamental no controle das propriedades eletrônicas de dispositivos eletrônicos. Os resultados, observa o Prof. Rabani, indicam que os nanocristais foram dopados com ambos os dopantes tipo n, indicando a presença de excesso de elétrons nos nanocristais, e tipo p, que contribuem com orifícios carregados positivamente para os semicondutores. Isso permitirá seu uso em eletrônicos que requerem uma junção pn, como painéis solares, diodos emissores de luz, e mais.

p Ampliando o espectro nanocristal

p Não apenas o Prof. Rabani e seus colegas pesquisadores tiveram sucesso em dopar nanocristais sem branquear suas propriedades ópticas, mas também eram capazes de controlar as propriedades ópticas, nomeadamente, a gama de cores que os nanocristais produzem. Uma vez dopado, as partículas nanocristais podem mudar de cor, tornando-se mais vermelho ou azul. O Prof. Rabani e seus colegas foram capazes de desenvolver uma teoria para explicar essas observações.

p O professor Rabani diz que essa tecnologia pode ir muito longe. Semicondutores de dopagem, ele explica, tem sido essencial para o desenvolvimento da tecnologia. "Paralelo a isso, também sabemos que queremos fazer componentes elétricos muito pequenos. Uma grande parte da eletrônica ou óptica do futuro será baseada em nanopartículas de dopagem. "