p (PhysOrg.com) - Para colocar uma fita de grafeno na vertical, precisa de diamantes nas solas dos sapatos. p Um novo artigo de colaboradores da Rice University e da Hong Kong Polytechnic University demonstra a possibilidade de que pequenas tiras de grafeno - folhas de carbono com a espessura de um átomo - podem ficar altas em um substrato com um pequeno suporte. Isso leva à possibilidade de que arranjos de paredes de grafeno possam se tornar componentes de densidade ultra-alta de dispositivos eletrônicos ou spintrônicos.

p O trabalho foi publicado este mês na edição online da Journal of the American Chemical Society.

p Cálculos do físico teórico Boris Yakobson de Rice, O professor assistente Feng Ding da Politécnica de Hong Kong e seus colaboradores mostraram que substratos não só de diamante, mas também de níquel, podem ligar quimicamente a borda de uma tira de nanofita de grafeno. Porque o contato é tão leve, as paredes de grafeno retêm quase todas as suas propriedades elétricas ou magnéticas inerentes.

p E porque eles são tão finos, Yakobson e Ding calcularam um potencial teórico de colocar 100 trilhões de transistores de efeito de campo de parede de grafeno (FETs) em um chip de centímetro quadrado.

p Esse potencial por si só pode tornar possível ultrapassar os limites implícitos na Lei de Moore - algo que Yakobson certa vez discutiu com o próprio fundador da Intel, Gordon Moore.

p "Nós nos conhecemos em Montreal, quando o nano era um garoto novo no quarteirão, e teve uma boa conversa, "disse Yakobson, A cadeira Karl F. Hasselmann de Rice em Engenharia e professor de ciência dos materiais e engenharia mecânica e química. "Moore gostava de falar sobre bolachas de silício em termos de imóveis. Seguindo sua metáfora, uma arquitetura vertical aumentaria a densidade dos circuitos em um chip - como ir de casas em estilo rancho no Texas para condomínios em arranha-céus em Hong Kong.

p "Este tipo de estratégia pode ajudar a sustentar a Lei de Moore por mais uma década, " ele disse.

p Uma folha de material com uma fração de nanômetro de largura é bastante flexível, ele disse, mas as leis da física estão do seu lado. As energias de ligação entre o carbono na matriz do diamante e o carbono no grafeno são maximizadas na borda, e as moléculas se ligam fortemente em um ângulo de 90 graus. A energia mínima é necessária para que o grafeno fique em pé, qual é o seu estado preferido. (As paredes em um substrato de níquel teriam um ângulo de cerca de 30 graus, os pesquisadores descobriram.)

p Yakobson disse que as paredes podem estar tão próximas umas das outras quanto 7/10ths de nanômetro, que manteria as propriedades eletrônicas independentes de nanofitas individuais. Eles poderiam ser cultivados em silício, dióxido de silício, óxido de alumínio ou carboneto de silício.

p A pesquisa ilustrou diferenças entre paredes feitas de dois tipos distintos de grafeno, ziguezague e poltrona, assim chamados devido à forma como suas bordas são moldadas.

p As folhas de grafeno são consideradas semimetais e têm uso limitado na eletrônica porque a corrente elétrica passa direto sem resistência. Contudo, nanofitas de poltrona podem se tornar semicondutores; quanto mais fina a fita, quanto maior o gap, que é essencial para transistores.

p As nanofitas em ziguezague são magnéticas. Elétrons em suas bordas opostas giram em direções opostas, uma característica que pode ser controlada por uma corrente elétrica; isso os torna adequados para dispositivos spintrônicos.

p Em ambos os casos, as propriedades eletrônicas das paredes podem ser ajustadas alterando sua altura.

p Os pesquisadores também sugeriram que os nanowalls podem se tornar nanoarches ao anexar as extremidades opostas de uma fita de grafeno ao substrato. Em vez de ficar deitado na superfície de diamante ou níquel, as energias em jogo ao longo das bordas de ligação naturalmente forçariam a tira de grafeno a subir no meio. Essencialmente, ele se tornaria um meio nanotubo com seu próprio conjunto de propriedades potencialmente úteis.

p Precisamente como transformar esses blocos de construção bidimensionais em um dispositivo tridimensional apresenta desafios, mas a recompensa é grande, Yakobson disse. Ele observou que a pesquisa estabelece as bases para a tecnologia eletrônica do subnanômetro.