p À medida que os nanofios semicondutores emergem como blocos de construção indispensáveis ​​para a eletrônica de próxima geração, conversão de energia, e dispositivos fotônicos (ou seja, painéis solares, lasers), entender melhor como direcionar o crescimento dos nanofios é vital, de acordo com pesquisadores da Georgia Tech. p Muitas ordens de magnitude menores do que fios domésticos, os nanofios podem ser feitos de uma variedade de materiais semicondutores, incluindo germânio e silício.

p Por anos, a síntese de nanofios tem sido um tanto misteriosa, exigindo que os cientistas experimentem as configurações do reator, modulando temperatura e pressão, para ver o que funcionaria melhor - um lento, árduo processo de tentativa e erro. "Tem sido como cozinhar algo no forno sem nunca poder olhar até que esteja pronto horas depois, "explica Michael Filler, professor associado da Escola de Engenharia Química e Biomolecular da Georgia Tech.

p Contudo, uma equipe que trabalha no Laboratório de Preenchimento obteve uma visão sem precedentes do processo de crescimento de nanofios por meio do uso de espectroscopia infravermelha em tempo real. Eles descobriram que as espécies de superfície, especificamente átomos de hidrogênio e grupos metil, decoram a superfície do nanofio e são essenciais para o crescimento estável dos nanofios feitos de germânio.

p De acordo com as descobertas do estudo, sem a presença de adsorção de hidrogênio e metil (ou aderência) às paredes laterais do nanofio, a gota de líquido que fica no topo do nanofio pode escorregar, fazendo com que o crescimento cesse. "Essas espécies de superfície, moléculas de hidrogênio e metila, agir como uma camada de Rain-X, mantendo a gota no lugar, "Filler explica.

p "Nosso trabalho mostra que sem esses adsorvidos de superfície, o crescimento não acontece. Ninguém sabia disso antes, "diz Filler, cuja equipe de pesquisa publicou suas descobertas em uma edição recente do Jornal da American Chemical Society . "Há mais tempo que os cientistas usam esse método de crescimento - mais de cinco décadas - não sabíamos se havia algo presente na superfície do fio."

p Agora que a comunidade científica está ciente desse aspecto-chave da síntese de nanofios, pesquisadores serão capazes de desenvolver processos e precursores melhores para coreografar o crescimento de nanofios, Filler diz. Conforme os obstáculos para a produção de nanofios são superados, eles podem ser fabricados em uma venda maior e incorporados em produtos comerciais.

p "O conhecimento químico fundamental fornecido em nosso estudo promete avançar no design sintético racional da estrutura e função dos nanofios, "Filler diz.

p Intitulado "Observação direta de espécies de superfície transitórias durante o crescimento do Ge Nanowire e sua influência na estabilidade do crescimento, "o estudo foi liderado por Saujan V. Siveram (PhD 2015), que colaborou com Filler, Naechul Shin (PhD 2013), e Li-Wei Chou, um ex-pesquisador de pós-doutorado na Georgia Tech.

p Filler diz que seus experimentos fornecem insights sobre, e propor soluções possíveis para, desafios de longa data na seleção de materiais que catalisam o processo de crescimento de nanofios; a entrega de impurezas (por exemplo, fósforo, boro) que influenciam a condução elétrica; e a formação de heteroestruturas em ou dentro de nanofios, permitindo combinações melhores e possivelmente novas de materiais.