Os cientistas geralmente procuram nanoestruturas sem defeitos. No entanto, neste caso, o pesquisador da UPV / EHU, Angel Rubio, e seus colaboradores colocaram os defeitos estruturais nos nanotubos de nitreto de boro em uso máximo. O resultado de sua pesquisa é uma nova fonte emissora de luz que pode ser facilmente incorporada à atual tecnologia de microeletrônica. A pesquisa também resultou em uma patente.

O nitreto de boro é um material promissor no campo da nanotecnologia, graças às suas excelentes propriedades de isolamento, resistência e estrutura bidimensional semelhante ao grafeno. E especificamente, as propriedades do nitreto de boro hexagonal, o foco desta pesquisa, são muito superiores aos de outros metais e semicondutores usados ​​atualmente como emissores de luz, por exemplo, em aplicações ligadas a armazenamento óptico (DVD) ou comunicações. “É extremamente eficiente na emissão de luz ultravioleta, um dos melhores disponíveis atualmente no mercado, "comentou o pesquisador da UPV / EHU, Angel Rubio.

Contudo, a emissão de luz de nanotubos de nitreto de boro ocorre dentro de uma faixa muito limitada do espectro ultravioleta, o que significa que não podem ser usados ​​em aplicações em que a emissão precise ser produzida em uma faixa mais ampla de frequências e de forma controlada (por exemplo, em aplicações que usam luz visível).

A pesquisa realizada pelo Grupo de NanoBio Espectroscopia da UPV / EHU encontrou uma solução para superar essa limitação, e abrir a porta para o uso de nanotubos de nitreto de boro hexagonal em aplicações comerciais.

Eles mostraram que, ao aplicar um campo elétrico perpendicular ao nanotubo, é possível fazer com que o último emita luz por todo o espectro do infravermelho ao ultravioleta distante e controlá-lo de maneira simples. Essa facilidade de controle só pode ser encontrada em nanotubos devido à sua geometria cilíndrica (são estruturas tubulares com comprimentos da ordem de micrômetros, e diâmetros na ordem de nanômetros).

Rubio trabalha com nanotubos de nitreto de boro há quase 20 anos. "Nós os propusemos teoricamente, e então eles foram encontrados experimentalmente. Até aqui, todas as nossas previsões teóricas foram confirmadas, e isso é muito gratificante, "ele explicou. Uma vez que as propriedades do nitreto de boro hexagonal em camadas e sua eficiência extremamente alta na emissão de luz foram conhecidas, esta pesquisa procurou mostrar que essas propriedades não se perdem nos nanotubos. "Sabíamos que quando uma folha era enrolada e um tubo formado, um forte acoplamento foi produzido com o campo elétrico e que nos permitiria alterar a emissão de luz. Queríamos mostrar, "e eles de fato mostraram, "que a eficiência de emissão de luz não estava sendo perdida devido ao fato de que o nanotubo foi formado, e que também é controlável. "

Ausências de boro

O dispositivo funciona com base no uso de defeitos naturais (ou induzidos) em nanotubos de nitreto de boro. Em particular, os defeitos que permitem a emissão controlada são as lacunas que aparecem na parede do nanotubo devido à ausência de um átomo de boro, qual é o defeito mais comum em sua fabricação. "Todos os nanotubos são muito semelhantes, mas o fato de você ter esses defeitos torna o sistema operacional e eficiente, e o que é mais, quanto mais defeitos você tem, melhor funcionará. "

Rubio destacou “a simplicidade” do dispositivo proposto. “É um aparelho que funciona com defeitos, não precisa ser puro, e é muito fácil de construir e controlar. "Os nanotubos podem ser sintetizados usando métodos padrão na comunidade científica para a produção de nanotubos inorgânicos; as estruturas sintetizadas como resultado têm defeitos naturais, e é possível incorporar mais se você quiser por meio de simples, processos de irradiação pós-síntese. “Tem uma configuração tradicional de transistor, e o que estamos propondo funcionaria com os dispositivos eletrônicos atuais, "frisou. A parte" menos atraente ", conforme especificado por Rubio, é que os nanotubos de nitreto de boro ainda são produzidos apenas em quantidades muito pequenas, e ainda não existe um processo de síntese economicamente viável em escala comercial.

Além do grafeno

Rubio não tem dúvidas sobre o potencial dos novos materiais baseados em sistemas bidimensionais, e especificamente, de compostos que oferecem uma alternativa ao grafeno, gostar, por exemplo, nitreto de boro hexagonal. Sem prejuízo do grafeno, Rubio acredita que o campo alternativo pode ter um potencial maior no longo prazo e precisa ser explorado:“É um campo que está ativo há quinze anos, embora tenha sido menos visível. Trabalhamos com nitreto de boro hexagonal desde 1994, é como nosso filho, e acredito que abriu um campo atraente de pesquisa, que mais e mais grupos estão aderindo. "