p Paul Simmonds olha para seu sistema de epitaxia por feixe molecular (MBE) da mesma forma que outros caras fazem um Porsche vermelho-maçã. A máquina com aparência de ficção científica usada para projetar e criar novos materiais no nível atômico ilumina seus olhos com pura alegria. p MBE é uma técnica de ponta que permite o desenho e a criação de materiais completamente novos que não existem na natureza. Ao criar condições extremas de vácuo e temperatura, o instrumento força os átomos a se combinarem em camadas de cristal em nanoescala exclusivas. Ao adicionar camadas adicionais de cristais de design, novos materiais podem ser criados com propriedades específicas ou incomuns.

p Simmonds, um graduado de Cambridge, veio para Boise State em outubro da Universidade da Califórnia, Los Angeles, onde gerenciou o Laboratório de NanoMateriais Integrado. Antes disso, ele passou um tempo como pós-doutor em Yale. Ele agora é professor assistente no Departamento de Física e no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais.

p Uma negociação importante durante o processo de entrevista foi sua capacidade de adquirir um sistema MBE para seu laboratório em Boise State. Embora ele não tenha comprado um modelo totalmente novo, que custa mais de um milhão de dólares, ele encontrou um que tinha sido usado pela Força Aérea e afiliados e ele o está reformando e personalizando em seu laboratório no Edifício da Sala de Aula Multiuso.

p Embora ainda haja muito trabalho a ser feito para colocá-lo em pleno funcionamento, será um novo recurso valioso disponível para professores e alunos da Boise State e para membros da indústria que desejam colaborar com Simmonds em suas pesquisas.

p "O MBE nos permite controlar as propriedades de novos cristais com precisão requintada, até o nível atômico, "Simmonds disse." Podemos cultivar nanomateriais com características de apenas alguns bilionésimos de metro de diâmetro, e até mesmo controlar quantos elétrons eles têm dentro deles. "

p Em poucas palavras, é assim que funciona.

p A máquina é um pouco como um pintor atomizador atômico. Vários "braços" são carregados com elementos como germânio ou alumínio, que são então irradiados como átomos em uma superfície de substrato em uma câmara de vácuo. Os átomos na superfície eventualmente se classificam em um padrão, e continue a fazê-lo até que uma superfície sólida seja formada. Uma nova camada é então iniciada e o processo se repete até, às vezes muitas horas depois, o produto final é alcançado.

p "A força disso é que é muito versátil, "Simmonds disse." Você pode fazer todos os tipos de materiais - metais, materiais de óxido, semicondutores ... "

p O processo também controla a pureza do material. Existem métodos mais rápidos, mas eles não podem competir com o material, qualidade, resolução e controle oferecidos pelo MBE.

p Simmonds planeja desenvolver pesquisas anteriores sobre uma família de nanoestruturas semicondutoras chamadas pontos quânticos III-V. Os pontos quânticos são úteis para transformar luz em eletricidade, ou eletricidade em luz. Seu primeiro projeto usará essa tecnologia para criar um novo tipo de dispositivo para coletar calor residual e transformá-lo em eletricidade útil. Um exemplo de calor residual seria uma estação de energia que perde uma porcentagem de sua energia térmica gerada pelo gás, carvão ou energia nuclear.

p "Se pudermos capturar esse calor que seria perdido e transformá-lo em eletricidade usando nossos dispositivos, então, a eficiência geral da estação de energia aumenta significativamente, ", disse. Atualmente, ele busca bolsas para financiar essa linha de pesquisa.

p Simmonds disse que os sistemas MBE são usados ​​em laboratórios em todo o mundo para ultrapassar os limites da física, Ciência de materiais, Engenharia elétrica, química e muito mais.

p "O número de coisas que eles podem fazer é enorme, " ele disse, "e eles são altamente interdisciplinares."