p Uma nova pesquisa na Rice University mostra como a água torna prático formar longas nanofitas de grafeno com menos de 10 nanômetros de largura. p E é improvável que muitos dos outros laboratórios atualmente tentando aproveitar o potencial do grafeno, uma folha de carbono com um único átomo, para a microeletrônica, teria surgido com a técnica que os pesquisadores de Rice encontraram enquanto procuravam por outra coisa.

p A descoberta da autora principal Vera Abramova e do co-autor Alexander Slesarev, ambos estudantes de pós-graduação no laboratório do químico de arroz James Tour, aparece online este mês no jornal American Chemical Society ACS Nano .

p Descobriu-se que um pouco de água adsorvida da atmosfera age como uma máscara em um processo que começa com a criação de padrões via litografia e termina com nanofitas de grafeno muito finas. As fitas se formam onde quer que a água se junte na cunha entre o padrão em relevo e a superfície de grafeno.

p A formação de água é chamada de menisco; ele é criado quando a tensão superficial de um líquido faz com que ele se curve. No processo de arroz, a máscara meniscal protege uma pequena fita de grafeno de ser gravada quando o padrão é removido.

p Tour disse que qualquer método para formar fios longos com apenas alguns nanômetros de largura deve atrair o interesse dos fabricantes de microeletrônica à medida que eles se aproximam dos limites de sua capacidade de miniaturizar circuitos. "Eles nunca podem tirar proveito dos menores dispositivos em nanoescala se não puderem abordá-los com um fio em nanoescala, "ele disse." Agora mesmo, os fabricantes podem fazer pequenos recursos, ou criar grandes recursos e colocá-los onde quiserem. Mas ter os dois foi difícil. Ser capaz de padronizar uma linha tão fina exatamente onde você deseja é um grande negócio, pois permite que você aproveite o tamanho reduzido dos dispositivos em nanoescala. "

p Tour disse que a tendência da água de aderir às superfícies costuma ser irritante, mas neste caso é essencial para o processo. "Existem grandes máquinas que são usadas em pesquisas eletrônicas que muitas vezes são aquecidas a centenas de graus sob vácuo ultra-alto para expulsar toda a água que adere às superfícies internas, - disse ele. - Do contrário, sempre haverá uma camada de água. Em nossos experimentos, a água se acumula na borda da estrutura e protege o grafeno da corrosão iônica reativa (RIE). Então, em nosso caso, que a água residual é a chave para o sucesso.

p "Ninguém nunca pensou nisso antes, e não é nada que pensamos, "Tour disse." Isso foi fortuito.

p Abramova e Slesarev começaram a fabricar nanofitas invertendo um método desenvolvido por outro laboratório da Rice para fazer lacunas estreitas nos materiais. O método original utilizava a capacidade de alguns metais de formar uma camada de óxido nativo que se expande e protege o material apenas na borda da máscara de metal. O novo método funcionou, mas não como esperado.

p "Nós primeiro suspeitamos que havia algum tipo de sombra, "Disse Abramova. Mas outros metais que não se expandiram tanto, se em tudo, não mostrou nenhuma diferença, nem variar a profundidade do padrão. "Eu estava basicamente procurando por qualquer coisa que mudasse alguma coisa."

p Demorou dois anos para desenvolver e testar a teoria do menisco, durante o qual os pesquisadores também confirmaram seu potencial para criar fios de sub-10 nanômetros a partir de outros tipos de materiais, incluindo platina. Eles também construíram transistores de efeito de campo para verificar as propriedades eletrônicas das nanofitas de grafeno.

p Para ter certeza de que a água realmente explica as fitas, eles tentaram eliminar seu efeito secando primeiro os padrões aquecendo-os sob vácuo, e depois deslocando a água com acetona para eliminar o menisco. Em ambos os casos, nenhuma nanofita de grafeno foi criada.

p Os pesquisadores estão trabalhando para controlar melhor a largura das nanofitas, e eles esperam refinar as bordas das nanofitas, que ajudam a ditar suas propriedades eletrônicas.

p "Com este estudo, descobrimos que você não precisa de ferramentas caras para obter esses recursos restritos, "Tour disse." Você pode usar as ferramentas padrão que uma linha de fabricação já possui para fazer recursos menores do que 10 nanômetros. "