p (Phys.org) - Circuitos integrados, que estão em tudo, desde cafeteiras a computadores e são padronizados de silício perfeitamente cristalino, são muito finos - mas os pesquisadores de Cornell acham que podem empurrar os limites do filme fino para o nível de um único átomo. p Seus materiais de escolha são o grafeno, folhas de átomo único de átomos de carbono repetidos, e nitreto de boro hexagonal, folhas igualmente finas de átomos de boro e nitrogênio repetidos. Pesquisadores liderados por Jiwoong Park, professor assistente de química e biologia química, inventaram uma maneira de padronizar filmes de átomo único de grafeno e nitreto de boro, um isolante, sem o uso de um substrato de silício. O trabalho é detalhado em artigo na revista Nature, publicado online em 30 de agosto.

p A tecnica, que eles chamam de regeneração padronizada, pode levar à ausência de substrato, circuitos atomicamente finos - tão finos, eles poderiam flutuar na água ou no ar, mas com resistência à tração e desempenho elétrico de alto nível.

p "Nós sabemos como fazer o grafeno crescer em filmes com a espessura de um único átomo, e sabemos como cultivar nitreto de boro, "Park disse." Mas podemos juntá-los lado e lado? E quando você os reúne, o que acontece em suas junções? "

p Acontece que regeneração padronizada dos pesquisadores, que aproveita a mesma tecnologia básica de fotolitografia usada no processamento de wafer de silício, permite que o grafeno e o nitreto de boro cresçam perfeitamente planos, filmes estruturalmente lisos - sem vincos ou saliências, como um cachecol bem tricotado, que, se combinado com o final, ainda a ser realizada etapa de introdução de um material semicondutor, poderia levar ao primeiro circuito integrado atomicamente fino.

p Simples realmente é lindo, especialmente no caso de filmes finos, porque a fotolitografia é uma técnica bem estabelecida que forma a base para fazer circuitos integrados pela colocação de materiais, uma camada de cada vez, em silicone plano.

p O recrescimento padronizado é um pouco como estêncil, Park disse. Ele e seus colegas cultivaram grafeno em cobre e usaram fotolitografia para expor o grafeno em áreas selecionadas, dependendo do padrão desejado. Eles encheram a superfície exposta de cobre com nitreto de boro, o isolador, que cresce em cobre e "preenche as lacunas muito bem."

p "No fim, forma um pano muito bom que você apenas retira, "Park disse.

p A equipe de pesquisa, que inclui David A. Muller, professor de física aplicada e engenharia, está trabalhando para determinar qual material funcionaria melhor com filmes finos de nitreto de grafeno-boro para formar a camada semicondutora final que poderia transformar os filmes em dispositivos reais.

p A equipe foi ajudada por já ser hábil em fazer grafeno - ainda relativamente novo no mundo dos materiais - bem como a experiência de Muller na caracterização de microscopia eletrônica em nanoescala. Muller ajudou a equipe a confirmar que as junções laterais dos dois materiais eram, na verdade, suave e bem conectado.

p Os co-primeiros autores do artigo foram o estudante de graduação em química Mark Levendorf e o associado de pós-doutorado Cheol-Joo Kim, que fabricou as amostras de grafeno e nitreto de boro e também realizou a regeneração padronizada no Cornell NanoScale Science and Technology Facility.

p O trabalho foi apoiado principalmente pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea, e a National Science Foundation por meio do Cornell Center for Materials Research.