p Os engenheiros que trabalham em nanoescala terão uma nova ferramenta à sua disposição graças a um grupo internacional de pesquisadores liderado pela Faculdade de Engenharia da Universidade Drexel. Este procedimento inovador poderia aliviar o desafio persistente de medir as principais características do comportamento do elétron ao projetar os componentes cada vez menores que permitem que os telefones celulares, laptops e tablets para se tornarem cada vez mais finos e mais eficientes em termos de energia. p "A interface entre dois materiais semicondutores permite a maioria dos dispositivos eletrônicos que usamos todos os dias, de computadores a telefones celulares, monitores e células solares, "disse Guannan Chen, um estudante de graduação no departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Drexel e o principal autor do relatório do grupo, que foi publicado recentemente em Nano Letras . "Uma das características mais importantes da interface é a altura da etapa de energia necessária para o elétron subir, conhecido como deslocamento de banda. Os métodos atuais para medir esta altura do degrau em dispositivos planos não são práticos para dispositivos em nanoescala, Contudo, então partimos para encontrar uma maneira melhor de fazer essa medição. "

p Medir o deslocamento de banda enfrentado pelos elétrons que saltam de um material para outro é um componente-chave do processo de design, pois orienta o redesenho e a prototipagem de componentes em nanoescala para torná-los o mais eficientes e eficazes possível.

p Usando corrente induzida por laser em um dispositivo de nanofio e sua dependência do comprimento de onda do laser, a equipe desenvolveu um novo método para derivar o deslocamento de banda. Como eles mudam continuamente o comprimento de onda do laser, eles medem as respostas da fotocorrente. A partir desses dados, eles podem determinar o deslocamento da banda.

p "Usando a interface dentro de um nanofio semicondutor coaxial core-shell como um sistema modelo, fizemos medições diretas do deslocamento de banda pela primeira vez na eletrônica de nanofios, "Disse Chen." Esta é uma pedra angular significativa para projetar livremente novos dispositivos de nanofios, como células solares, LEDs, e eletrônicos de alta velocidade para comunicações sem fio. Este trabalho também pode se estender a sistemas de materiais mais amplos que podem ser ajustados para aplicações específicas. "

p O estudo, que foi financiado principalmente pela National Science Foundation, também incluiu pesquisadores da Lehigh University, Conselho Nacional de Pesquisa - Instituto de Microeletrônica e Microsistemas (IMM-CNR) e a Universidade de Salento, na Itália, Weizmann Institute of Science e Negev Nuclear Research Center em Israel e na Universidade do Alabama. Cada grupo adicionou um componente-chave ao projeto.

p "O trabalho em equipe e as colaborações próximas são essenciais neste trabalho, "disse Guan Sun, o pesquisador principal de Lehigh. "O canal tranquilo de compartilhamento de ideias e recursos experimentais é valioso dentro da equipe porque a qualidade e variedade do sistema de materiais é vital para alcançar resultados precisos."

p Enquanto os membros da Drexel projetaram os experimentos, processou os materiais, fez o dispositivo de nanofios e conduziu experimentos espectroscópicos, Sun e Yujie Ding, de Lehigh, apoiou a pesquisa com experimentos ópticos complementares.

p Os colaboradores do IMM-CNR, Paola Prete, e a Universidade de Salento, Ilio Miccoli e Nico Lovergine uniram forças com Hadas Shtrikman, do Weizmann Institute of Science para produzir o nanofio de alta qualidade usado nos testes. Patrick Kung, da Universidade do Alabama, analisou a composição do nanofio em nível atômico, e Tsachi Livneh, do Centro de Pesquisa Nuclear de Negev, contribuíram para as análises.

p "Esta abordagem incrivelmente simples para obter uma característica chave em nanofios individuais é um avanço empolgante, "disse o Dr. Jonathan Spanier, um professor na Faculdade de Engenharia de Drexel que é o investigador principal do projeto. "Prevemos que será um método valioso à medida que desenvolvemos dispositivos eletrônicos em nanoescala com funcionalidades completamente novas e importantes."

p Com uma melhor compreensão do comportamento do material e do elétron, a equipe continuará a buscar novos dispositivos optoeletrônicos em nanoescala, como transistores de novo conceito, dispositivos de transferência de elétrons e dispositivos fotovoltaicos.