Os nanotubos podem se soldar, melhorando significativamente o desempenho do dispositivo (com vídeo)
p O professor de engenharia elétrica e da computação Joseph Lyding liderou a equipe de pesquisa que desenvolveu uma maneira de curar lacunas em fios pequenos demais para o menor ferro de solda do mundo. Crédito:L. Brian Stauffer
p Pesquisadores da Universidade de Illinois desenvolveram uma maneira de curar lacunas em fios muito pequenos para até mesmo o menor ferro de solda do mundo. p Liderado pelo professor de engenharia elétrica e da computação Joseph Lyding e pelo estudante de graduação Jae Won Do, a equipe de Illinois publicou seus resultados no jornal
Nano Letras .
p Os nanotubos de carbono são como minúsculos fios ocos de carbono com apenas 1 átomo de espessura - semelhantes ao grafeno, mas cilíndricos. Os pesquisadores têm explorado o uso deles como transistores em vez do silício tradicional, porque os nanotubos de carbono são mais fáceis de transportar para substratos alternativos, como folhas finas de plástico, para eletrônicos flexíveis de baixo custo ou monitores de tela plana.
p Os próprios nanotubos de carbono são condutores de alta qualidade, mas criar tubos únicos adequados para servir como transistores é muito difícil. Matrizes de nanotubos são muito mais fáceis de fazer, mas a corrente tem que saltar através das junções de um nanotubo para o próximo, diminuindo a velocidade. Em fios elétricos padrão, tais junções seriam soldadas, mas como as lacunas poderiam ser superadas em uma escala tão pequena?
p "Ocorreu-me que essas junções de nanotubos ficarão quentes quando você passar a corrente por elas, "disse Lyding, "mais ou menos como uma fiação defeituosa em uma casa pode criar pontos de acesso. No nosso caso, usamos esses pontos quentes para desencadear uma reação química local que deposita metal que nano-solda as junções. "
Veja o vídeo para demonstração do processo p O grupo de Lyding se juntou a Eric Pop, professor adjunto de engenharia elétrica e da computação, e John Rogers, Professor Swanlund em ciência e engenharia de materiais, especialistas em síntese e transferência de nanotubos de carbono, bem como o professor de química Greg Girolami. Girolami é especialista em um processo que usa gases para depositar metais em uma superfície, chamado deposição química de vapor (CVD).
p O processo de nanossolda é simples e autorregulável. Um arranjo de nanotubos de carbono é colocado em uma câmara cheia de moléculas de gás contendo metal. Quando uma corrente passa pelo transistor, as junções aquecem devido à resistência à medida que os elétrons fluem de um nanotubo para o próximo. As moléculas reagem ao calor, depositar o metal nos pontos quentes e efetivamente "soldar" as junções. Então a resistência cai, bem como a temperatura, então a reação pára.
p A nanossolda leva apenas alguns segundos e melhora o desempenho do dispositivo em uma ordem de magnitude - quase ao nível de dispositivos feitos de nanotubos únicos, mas muito mais fácil de fabricar em grande escala.
p “Seria fácil inserir o processo CVD nos fluxos de processo existentes, "Lyding disse." A tecnologia CVD está disponível comercialmente no mercado. As pessoas podem fabricar esses transistores com a capacidade de ligá-los para que esse processo seja feito. Então, quando terminar, eles podem terminar a fiação e conectá-los aos circuitos. Em última análise, seria um procedimento de baixo custo. "
p Agora, o grupo está trabalhando para refinar o processo.
p "Achamos que podemos torná-lo ainda melhor, "Lyding disse." Este é o prelúdio, nós esperamos, mas é bastante significativo. "