p Muito parecido com um jantar cozido, o próximo material de maravilha para a próxima geração de eletrônicos foi 'preso à panela' até que pesquisadores do Instituto de Supercondutores e Materiais Eletrônicos da UOW (ISEM) surgiram com uma solução inovadora. p O material é siliceno, a forma mais fina possível de silício, composto por uma camada bidimensional de cristais de silício.

p Os elétrons se movem ultrarrápidos em siliceno, reduzindo a energia necessária para acionar dispositivos eletrônicos e abrindo caminho para dispositivos ainda menores, flexível, eletrônicos transparentes e de baixo custo de energia.

p Até agora, siliceno foi 'cultivado' em uma superfície de metal, mas os pesquisadores não tinham uma maneira comprovada de libertá-lo do substrato para criar um material autônomo que pudesse ser incorporado a dispositivos e componentes eletrônicos.

p O pesquisador do ISEM, Dr. Yi Du, e sua equipe usaram oxigênio para separar uma camada espessa de um átomo de silício de sua superfície, superar o principal obstáculo que impede a produção de um material com potencial para sobrecarregar a eletrônica.

p "Sabemos que os cristais de siliceno preferem fixar-se firmemente no substrato metálico e porque são muito finos para serem removidos por quaisquer ferramentas mecânicas, é impossível removê-los do substrato, "Dr. Du disse.

p Os pesquisadores experimentaram a ideia de usar 'tesouras químicas' para quebrar a ligação entre o siliceno e o substrato e a descoberta para o Dr. Du e sua equipe foi o uso de moléculas de oxigênio como tesouras químicas para cortar o siliceno de seu substrato.

p O trabalho, apoiado pelo Australian Research Council (ARC), envolve várias técnicas especiais que só podem ser feitas no ISEM com a ajuda de suas ferramentas poderosas, incluindo um microscópio de tunelamento de varredura, que cria um ambiente de ultra-alto vácuo cerca de cem vezes maior do que o nível de vácuo experimentado em órbita na Estação Espacial Internacional.

p "Porque os níveis de vácuo são tão altos, podemos injetar as moléculas de oxigênio na câmara e elas se tornam um 'fluxo molecular' que segue um caminho direto, "Disse o Dr. Du." Isso nos permite direcionar essas moléculas precisamente para as camadas de siliceno, agindo como uma tesoura para separar o siliceno. "

p O resultado é uma camada de siliceno autônomo - com uma aparência muito semelhante a uma estrutura de favo de mel - que pode ser transferida para um substrato isolante para fazer transistores avançados.

p A teoria do siliceno bidimensional foi introduzida em 1994, mas não foi até 2012 que os cientistas, incluindo uma equipe na UOW, fabricado siliceno com sucesso no laboratório.

p Silicene é um jogador emergente na categoria de supermateriais, ao lado do grafeno, que é uma camada de carbono com a espessura de um átomo. O grafeno demonstrou ser o condutor de eletricidade mais rápido já encontrado, mais rápido do que o silício comumente usado.

p O grafeno não pode ser alternado entre os estados de condutividade ligado e desligado. Isso o torna inadequado para aplicações como transistores.

p Como o silício e o carbono ficam lado a lado na tabela periódica, os cientistas foram inspirados a investigar se as propriedades atômicas do silício poderiam ser igualmente revolucionárias, mas mais facilmente exploradas por causa de sua compatibilidade com a eletrônica existente à base de silício.

p "Este trabalho resolve o problema de longa data de isolar este supermaterial para posterior desenvolvimento de dispositivo. Ele desafia toda a literatura científica sobre siliceno desde sua descoberta, "Dr. Du disse.

p "Essas descobertas são relevantes para o futuro design e aplicação de dispositivos nanoeletrônicos e spintrônicos baseados em siliceno."

p A pesquisa foi publicada recentemente na revista. Avanços da Ciência e ACS Central Science and is the result of collaboration between Australian and Chinese researchers including Professor Jijun Zhao, from the Dalian University of Technology and Dr Jiaou Wang at the Beijing Synchrotron Radiation Facility (Chinese Academy of Sciences).