À medida que a eletrônica se aproxima da escala atômica, os pesquisadores estão cada vez mais bem-sucedidos no desenvolvimento de atomicamente finos, materiais virtualmente bidimensionais que podem inaugurar a próxima geração de computação. Integrar esses materiais para criar os circuitos necessários, Contudo, permaneceu um desafio.

Os pesquisadores da Northwestern University agora deram um passo significativo em direção à fabricação de eletrônicos complexos em nanoescala. Ao integrar dois materiais atomicamente finos - dissulfeto de molibdênio e nanotubos de carbono - eles criaram um diodo de heterojunção p-n, uma interface entre dois tipos de materiais semicondutores.

"O diodo de junção p-n está entre os componentes mais onipresentes da eletrônica moderna, "disse Mark Hersam, Bette e Neison Harris Cátedra de Excelência em Ensino no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Escola McCormick de Engenharia e Ciências Aplicadas da Northwestern e diretora do Centro de Pesquisa de Materiais da Universidade Northwestern. "Ao criar este dispositivo usando materiais atomicamente finos, não apenas percebemos os benefícios dos diodos convencionais, mas também alcançamos a capacidade de ajustar e personalizar eletronicamente as características do dispositivo. Prevemos que este trabalho permitirá novos tipos de funcionalidade eletrônica e poderá ser aplicado ao número crescente de materiais bidimensionais emergentes. "

O isolamento na última década de cristais bidimensionais atomicamente finos - como o grafeno, uma rede de carbono de um átomo de espessura, levou os pesquisadores a empilhar dois ou mais materiais bidimensionais distintos para criar alto desempenho, dispositivos eletrônicos ultrafinos. Embora um progresso significativo tenha sido feito nessa direção, um dos componentes eletrônicos mais importantes - o diodo de junção p-n - tem estado notavelmente ausente.

Entre as estruturas eletrônicas mais utilizadas, o diodo de junção p-n forma a base de uma série de tecnologias, incluindo células solares, diodos emissores de luz, fotodetectores, computadores, e lasers.

Além de sua nova funcionalidade eletrônica, o diodo de heterojunção p-n também é altamente sensível à luz. Este atributo permitiu aos autores fabricar e demonstrar um fotodetector ultrarrápido com uma resposta de comprimento de onda ajustável eletronicamente.

A pesquisa, "Diodo p-n de nanotubo de carbono ajustável por porta-MoS2, "foi publicado em 21 de outubro no Proceedings of the National Academy of Sciences .