Uma ferramenta revolucionária criada por cientistas da Universidade de Sheffield permitiu aos pesquisadores analisar dispositivos do tamanho de nanômetros sem destruí-los pela primeira vez, abrindo a porta para uma nova onda de tecnologias.

O aparelho de ressonância magnética nuclear - desenvolvido pelo Departamento de Física e Astronomia da Universidade - permitirá novos desenvolvimentos e novas aplicações para a nanotecnologia, que é cada vez mais usada na captação de energia solar, Informática, desenvolvimentos de comunicação e também na área médica.

Os cientistas agora podem analisar nanoestruturas em um nível de detalhe sem precedentes sem destruir os materiais no processo, uma limitação que os pesquisadores de todo o mundo enfrentaram antes da descoberta dos especialistas em Sheffield.

Dr. Alexander Tartakovskii, que liderou uma equipe de pesquisadores, disse:"Desenvolvemos uma nova ferramenta importante para a análise microscópica de nanoestruturas. As quantidades muito pequenas de matéria usadas nas nanoestruturas - o comportamento de elétrons e fótons - são governadas por novos efeitos quânticos, bem diferente do que acontece em materiais a granel.

“O desenvolvimento requer uma análise estrutural cuidadosa, a fim de entender como as nanoestruturas são formadas, e como podemos construí-los para aprimorar e controlar suas propriedades úteis. Métodos de análise estrutural existentes, chave para a pesquisa e desenvolvimento de novos materiais, são invasivos:uma nanoestrutura seria irreversivelmente destruída no processo do experimento, e, como resultado, o importante elo entre as propriedades estruturais e eletrônicas ou fotônicas normalmente seria perdido. Essa limitação agora foi superada por nossas novas técnicas, que dependem de sondagem de ressonância magnética nuclear (NMR) inerentemente não invasiva. "

Os resultados abrem uma nova forma de nanoengenharia, uma caracterização completa de um novo material e novo nano-dispositivo semicondutor sem destruí-los, o que significa mais pesquisa e desenvolvimento e processos de fabricação de dispositivos.

O Dr. Tarakovskii acrescentou:"Desenvolvemos novas técnicas que permitiram uma sensibilidade e aumento sem precedentes do sinal de NMR em nanoestruturas. Nanoestruturas particulares de interesse em nossa pesquisa são pontos quânticos semicondutores, que são amplamente pesquisados ​​por suas aplicações fotônicas promissoras, e potencial para uso em um novo tipo de hardware de computador que emprega lógica quântica.

"O resultado de nossos experimentos foi bastante inesperado e mudou nossa compreensão da arquitetura desses nanomateriais:aprendemos novas informações sobre a composição química dos pontos quânticos, e também como o alinhamento do átomo dentro dos pontos se desvia daquele de um cristal perfeito. Mais importante, muitas outras medições de propriedades ópticas e magnéticas podem ser feitas nos mesmos pontos quânticos que foram submetidos à sondagem de NMR. "

O desenvolvimento das novas técnicas e todo o trabalho experimental foi realizado pelo Dr. Evgeny Chekhovich no grupo do Dr. Alexander Tartakovskii no Departamento de Física e Astronomia em Sheffield. Amostras de pontos quânticos usadas neste trabalho também foram fabricadas em Sheffield, no Serviço Nacional EPSRC para Tecnologia de Semicondutores III-V.