p O Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) anunciou um método para a produção em massa de nanoplacas de grafeno co-dopadas com boro / nitrogênio, que levou à fabricação de um transistor de efeito de campo (FET) baseado em grafeno com natureza semicondutora. Isso abre oportunidades para uso prático em dispositivos eletrônicos. p A equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) liderada pelo Prof. Jong-Beom Baek descobriu um método eficiente para a produção em massa de nanoplacas de grafeno co-dopadas com boro / nitrogênio (BCN-grafeno) por meio de uma reação solvotérmica simples de BBr3 / CCl4 / N2 na presença de potássio. Este trabalho foi publicado em Angewandte Chemie International Edition como um "artigo muito importante".

p Uma vez que o grafeno foi descoberto experimentalmente em 2004, tem sido o foco de vigorosa pesquisa aplicada devido às suas excelentes propriedades, como alta área de superfície específica, boas condutividades térmicas e elétricas, e muitos mais propriedades.

p Contudo, seu calcanhar de Aquiles é uma lacuna de banda desaparecendo para aplicação de semicondutores. Como resultado, não é adequado para aplicações lógicas, porque os dispositivos não podem ser desligados. Portanto, o grafeno deve ser modificado para produzir um intervalo de banda, se for para ser usado em dispositivos eletrônicos.

p Vários métodos de fazer transistores de efeito de campo baseados em grafeno (FETs) foram explorados, incluindo dopagem de grafeno, adaptando o grafeno como um nanoribão, e usando nitreto de boro como suporte. Entre os métodos de controle do band-gap do grafeno, os métodos de dopagem são os mais promissores em termos de viabilidade em escala industrial.

p Embora pesquisadores líderes mundiais tenham tentado adicionar boro na estrutura grafítica para abrir sua lacuna de banda para aplicações de semicondutores, ainda não houve nenhum sucesso notável. Uma vez que o tamanho atômico do boro (85 pm) é maior do que o do carbono (77 pm), é difícil acomodar o boro na estrutura da rede grafítica.

p Um novo protocolo sintético desenvolvido por uma equipe de pesquisa da UNIST, uma universidade coreana líder, revelou que a co-dopagem de boro / nitrogênio só é viável quando o tetracloreto de carbono (CCl4) é tratado com tribrometo de boro (BBr3) e nitrogênio (N2) gasoso.

p A fim de ajudar a dopagem com boro na estrutura do grafeno, a equipe de pesquisa usou nitrogênio (70 pm), que é um pouco menor que carbono e boro. A ideia era muito simples, mas o resultado foi surpreendente. O emparelhamento de dois átomos de nitrogênio e dois átomos de boro pode compensar a incompatibilidade de tamanho atômico. Assim, pares de boro e nitrogênio podem ser facilmente introduzidos na rede grafítica. O BCN-grafeno resultante gera um intervalo de banda para FETs.

p "Embora o desempenho do FET não esteja na faixa dos semicondutores comerciais à base de silício, este trabalho de iniciativa deve ser a prova de um novo conceito e um grande salto para o estudo do grafeno com abertura de band-gap, "disse o Prof. Jong-Beom Baek.

p "Acredito que este trabalho seja um dos maiores avanços ao considerar a viabilidade de uma abordagem sintética simples, "disse o candidato a Ph.D. Sun-Min Jung, o primeiro autor deste artigo.

p O Prof. Baek explica a próxima etapa:"Agora, o desafio restante é o ajuste fino de um intervalo de banda para melhorar a relação de corrente liga / desliga para aplicativos de dispositivos reais. "