p (PhysOrg.com) - Desde sua descoberta em 2004, grafeno - folhas de carbono com a espessura de um átomo - gerou uma enxurrada de pesquisas sobre as aplicações potenciais do nanomaterial para o rápido crescimento, eletrônicos minúsculos. Agora, vários grupos de pesquisa afirmam ter criado folhas finas análogas de silício chamadas siliceno, acendendo uma polêmica sobre quem ganhou a corrida para sintetizar este novo material promissor. p Menor significa mais rápido em eletrônica. Dispositivos eletrônicos convencionais baseados em silício estão sendo miniaturizados, mas eles começam a funcionar mal à medida que se aproximam dos limites da escala de um átomo. Consequentemente, os fabricantes precisam encontrar novas soluções para eletrônicos mais rápidos nos próximos anos. Como o siliceno e o grafeno são essencialmente bidimensionais, eles podem trabalhar no nível de um único átomo.

p "É por isso que o siliceno é tão importante. Pode levar você a esse limite [tamanho] final, "disse Lok C. Lew Yan Voon, um especialista em nanomateriais da Wright State University em Ohio que cunhou o termo "siliceno" em 2007.

p De acordo com Lew Yan Voon, dispositivos eletrônicos baseados em siliceno podem exibir de forma confiável a função crítica liga-desliga necessária para transistores, os blocos de construção dos computadores. Grafeno, Contudo, tem lutado para alcançar esta função, impedindo seu uso prático como um transistor.

p “A indústria eletrônica está lutando contra o carbono, "disse Guy Le Lay, um pesquisador siliceno da Universidade Aix-Marseille, na França. "Para mudar para grafeno, em princípio, seria muito bom, mas é muito complicado. "

p Como os fabricantes de eletrônicos construíram uma infraestrutura em torno do silício, eles permanecem hesitantes em abraçar totalmente o grafeno como a base para futuros processadores super-rápidos. Siliceno, Contudo, apresenta uma perspectiva atraente, de acordo com seus proponentes.

p Em um próximo artigo de pesquisa, Le Lay e seus colegas afirmam ser o primeiro grupo a ter provas claras de folhas de siliceno sintetizadas. O trabalho aparecerá em Cartas de revisão física .

p Le Lay espera que esta pesquisa prossiga para transistores em breve.

p “A intenção é fazer uma demonstração de um aparelho daqui a dois anos e meio, "disse Le Lay.

p A vantagem que os transistores de siliceno teriam sobre seus homólogos de grafeno deriva da estrutura única do siliceno. Em siliceno, alguns átomos de silício existem acima e abaixo da superfície bidimensional principal e os elétrons nessas duas regiões têm energias distintas. A aplicação de voltagens elétricas permite que os elétrons passem por essa lacuna de energia e permite que o siliceno faça a transição entre um estado "ligado" e "desligado".

p A equipe de Le Lay afirma ter criado as primeiras folhas que abrem o caminho para tais aplicações. Mas Le Lay e seus colegas têm vários concorrentes.

p Grupos de pesquisa da China e do Japão revelaram recentemente resultados semelhantes, e outra equipe anunciou a síntese do siliceno em um artigo da Applied Physics Letters publicado no final de 2010. O último grupo, Contudo, não tinha provas suficientes para fazer essa afirmação, disse Le Lay. Le Lay acrescentou que o grupo japonês não tem tantas evidências quanto o seu grupo.

p "[Le Lay] quer possuir a paternidade do siliceno como se fosse coisa dele, mas na verdade não é, "disse Abdelkader Kara, um físico teórico com especialização em siliceno na University of Central Florida em Orlando e co-autor do artigo de pesquisa de 2010.

p Embora o grupo de Kara afirmasse ter sintetizado siliceno em 2010, eles usaram apenas um método de detecção para provar sua afirmação:imagens de microscópio de tunelamento de varredura. O dispositivo depende de efeitos da mecânica quântica para produzir imagens em escala atômica, com mais detalhes do que imagens de microscópios tradicionais.

p Tais imagens, Contudo, pode ser enganoso. De acordo com a equipe francesa por trás da pesquisa mais recente, os resultados de 2010 não indicam conclusivamente que o siliceno foi formado. Em vez de, algo sutil estava aparecendo nas imagens, O grupo de Le Lay afirma.

p A maioria dos pesquisadores de siliceno tem tentado cultivar siliceno em cima da prata porque os átomos de prata e de silício não interagem fortemente. Embora isso permita que o siliceno se forme independentemente do substrato de prata, pode ser difícil diferenciar entre folhas de siliceno genuínas e estruturas de prata, disse Le Lay.

p "Há algo complicado com a superfície prateada. A superfície prateada pode imitar a superfície do favo de mel que se parece com siliceno, "disse Patrick Vogt, um pesquisador siliceno da Universidade Técnica de Berlim e autor principal da próxima pesquisa feita com Guy Le Lay. "A estrutura real de siliceno parece diferente."

p Kara afirma que eles tinham provas suficientes para a síntese de siliceno em 2010 com base em como os átomos de silício se alinhavam em um ângulo com o substrato de prata. As imagens do microscópio revelaram uma estrutura em favo de mel que a superfície de prata não poderia ter formado sozinha, disse Kara.

p "As imagens [do microscópio de tunelamento], é claro, podem enganar, "disse Kara." Fizemos um trabalho muito cuidadoso ao observar o silício, e é por isso que o artigo foi aceito [para publicação científica]. "

p Apesar disso, Le Lay e Vogt não ficaram satisfeitos. Para garantir que eles realmente criaram siliceno, O grupo de pesquisa de Vogt analisou sua amostra de várias maneiras. Eles mediram propriedades elétricas e químicas, além de comparar imagens reais com previsões teóricas simuladas. Provar a síntese de siliceno requer evidências convergentes dessas diferentes fontes, disse Le Lay.

p Também, a equipe descobriu que a distância observada entre os átomos de silício correspondia às previsões teóricas melhor do que os resultados de 2010.

p Kara concorda que a equipe de Le Lay deu um passo importante na pesquisa do siliceno, mas ele acredita que eles não merecem muito crédito pela descoberta do siliceno.

p Kara acrescentou que o crédito pelo pioneirismo na pesquisa experimental de siliceno deve ir para seus colegas, Bernard Aufray e Hamid Oughaddou, que trabalhou no jornal de 2010.

p Lew Yan Voon, da Wright State, que não era afiliado à pesquisa de Kara ou Le Lay, reconhece que houve algumas discrepâncias entre o artigo de 2010 e as previsões teóricas. Consequentemente, ainda não está claro quem sintetizou o siliceno primeiro, disse Lew Yan Voon.

p "A nota positiva é que mais e mais grupos estão relatando [síntese de siliceno], "disse Lew Yan Voon." Houve um tempo em que as pessoas diziam que não era possível nem mesmo criá-lo.

p Apesar da incerteza sobre quem criou o siliceno primeiro, os pesquisadores concordam com o que precisa ser feito a seguir. Para aproveitar ao máximo as propriedades do siliceno, os físicos precisam cultivá-lo em um material isolante que não conduza eletricidade como a prata. Uma vez que o siliceno pode ser cultivado em um isolador, será muito mais fácil desenvolver transistores de siliceno e outros dispositivos.

p Os cientistas podem desenvolver dispositivos de siliceno que aumentam drasticamente a velocidade de processamento relativamente em breve, mas grandes desafios permanecem, de acordo com Le Lay.

p "Disto para os aplicativos é outro grande passo. Não é trivial, "disse Le Lay.