p Assim como o wafer de silício de cristal único mudou para sempre a natureza da comunicação há 60 anos, um grupo de pesquisadores da Cornell espera que seu trabalho com sólidos de pontos quânticos - cristais feitos de cristais - possa ajudar a inaugurar uma nova era na eletrônica. p O time, liderado por Tobias Hanrath, professor associado da Escola de Engenharia Química e Biomolecular Robert Frederick Smith, e o estudante de graduação Kevin Whitham, formou superestruturas bidimensionais a partir de blocos de construção de cristal único. Por meio de um par de processos químicos, os nanocristais de selênio de chumbo são sintetizados em cristais maiores, em seguida, fundidos para formar superredes quadradas atomicamente coerentes.

p A diferença entre essas estruturas cristalinas anteriores é a coerência atômica de cada cristal de 5 nanômetros (um nanômetro é um bilionésimo de um metro). Eles não estão conectados por uma substância entre cada cristal - eles estão conectados um ao outro. As propriedades elétricas dessas superestruturas são potencialmente superiores aos nanocristais semicondutores existentes, com aplicações antecipadas em absorção de energia e emissão de luz.

p "No que diz respeito ao nível de perfeição, em termos de fazer os blocos de construção e conectá-los a essas superestruturas, isso é provavelmente o mais longe que você pode empurrar, "Hanrath disse, referindo-se à precisão em escala atômica do processo.

p O artigo do grupo Hanrath, "Transporte de carga e localização em sólidos de pontos quânticos atomicamente coerentes, "é publicado na edição deste mês da Materiais da Natureza .

p Este último trabalho surgiu de pesquisas publicadas anteriormente pelo grupo Hanrath, incluindo um artigo de 2013 publicado em Nano Letras que relatou uma nova abordagem para conectar pontos quânticos por meio do deslocamento controlado de uma molécula conectora, chamado de ligante. Esse artigo se referiu a "conectar os pontos" - isto é, acoplar eletronicamente cada ponto quântico - como sendo um dos obstáculos mais persistentes a serem superados.

p Essa barreira parece ter sido eliminada com esta nova pesquisa. O forte acoplamento dos nanocristais leva à formação de bandas de energia que podem ser manipuladas com base na composição dos cristais, e pode ser o primeiro passo para descobrir e desenvolver outros materiais artificiais com estrutura eletrônica controlável.

p Ainda, Whitham disse, mais trabalho deve ser feito para trazer o trabalho do grupo do laboratório para a sociedade. A estrutura da superrede do grupo Hanrath, embora superior aos sólidos nanocristais conectados ao ligante, ainda tem múltiplas fontes de desordem devido ao fato de que todos os nanocristais não são idênticos. Isso cria defeitos, que limitam a função de onda do elétron.

p "Vejo este artigo como uma espécie de desafio para outros pesquisadores levarem isso a outro nível, "Whitham disse." Isso é até onde sabemos como empurrar agora, mas se alguém surgisse com alguma tecnologia, alguma quimica, para dar outro salto à frente, isso é meio que desafiar outras pessoas a dizer, 'Como podemos fazer isso melhor?' "

p Hanrath disse que a descoberta pode ser vista de duas maneiras, dependendo se você vê o copo meio vazio ou meio cheio.

p "É o equivalente a dizer, 'Agora nós fizemos um wafer de cristal único realmente grande de silício, e você pode fazer coisas boas com ele, '" ele disse, referenciando a descoberta revolucionária das comunicações na década de 1950. "Essa é a parte boa, mas a parte potencialmente ruim disso é, agora entendemos melhor que, se você quiser melhorar nossos resultados, esses desafios vão ser realmente, Realmente difícil."