É a Pedra Filosofal da Nanotecnologia:usando um truque tecnológico, cientistas da TU Wien (Viena) conseguiram criar nanoestruturas feitas de ouro puro.

A ideia é uma reminiscência das tentativas dos antigos alquimistas de criar ouro a partir de substâncias sem valor:Pesquisadores da TU Wien (Viena) descobriram uma nova maneira de fabricar nanoestruturas de ouro puro usando uma técnica de litografia de gravação direta aditiva. Um feixe de elétrons é usado para transformar um composto orgânico aurífero em ouro puro. Esta nova técnica agora pode ser usada para criar nanoestruturas, que são necessários para muitas aplicações em eletrônica e tecnologia de sensores. Assim como uma impressora 3D em nanoescala, formas quase arbitrárias podem ser criadas.

A longa busca pelo processo de produção certo

"O ouro não é apenas um metal nobre de beleza excepcional, mas também um material altamente desejado para nanoestruturas funcionais ", diz o professor Heinz Wanzenböck da TU Wien. Especialmente nanoestruturas de ouro padronizadas são as principais estruturas habilitadoras em dispositivos plasmônicos, para biossensores com anticorpos imobilizados e como contatos elétricos. Por décadas, a fabricação de nanoestruturas de ouro puro em superfícies não planas, bem como de nanoestruturas de ouro tridimensionais, tem sido o gargalo. Até agora, apenas nanoestruturas de ouro bidimensionais em superfícies planas eram alcançáveis ​​por litografia baseada em resistência.

A nova tecnologia, desenvolvido na TU Wien, agora pode resolver este problema. O princípio é a decomposição local de um precursor metalorgânico pelo feixe de elétrons focalizado de um microscópio eletrônico. Com precisão extremamente alta, o feixe de elétrons pode decompor o composto orgânico exatamente na posição certa, deixando para trás um rastro 3D de ouro maciço.

O obstáculo final foi acertar a pureza material, já que a decomposição induzida por elétrons de precursores metalorgânicos normalmente produz metais com alta contaminação de carbono. Este último gargalo no caminho para o design personalizado, nanoestruturas de ouro puro agora foram superadas conforme descrito no trabalho sobre "Nanoestruturas de ouro puro e altamente condutivas crescidas por deposição induzida por feixe de elétrons" publicado em Relatórios Científicos .

Enquanto a deposição de ouro convencional geralmente contém cerca de 70% atômico de carbono e apenas 30% atômico de ouro, a nova abordagem desenvolvida por um grupo de pesquisa liderado pelo Dr. Heinz Wanzenboeck da TU Wien permitiu a fabricação de estruturas de ouro puro por adição in-situ de um agente oxidante durante a deposição de ouro. "Toda a comunidade tem trabalhado muito nos últimos 10 anos para depositar diretamente nanoestruturas de ouro puro", diz Heinz Wanzenböck. Afinal, a experiência do grupo em engenharia e reações químicas valeu a pena e a deposição direta de ouro puro foi bem-sucedida. "É um pouco como descobrir a lendária pedra filosofal que se torna comum, material ignóbil em ouro "brincou Wanzenboeck.

Esta estrutura de ouro puro depositado exibe resistividade extremamente baixa próxima à do ouro a granel. Geralmente, uma estrutura de ouro FEBID tem uma resistividade em torno de 1 Ohm-cm, que é cerca de 1 milhão de vezes pior do que a resistividade do ouro puro a granel. Contudo, este processo FEBID especialmente aprimorado produz uma resistividade de 8,8 micro-Ohm-cm, que é apenas um fator 4 de distância da resistividade em massa do ouro mais puro (2,4 micro-Ohm-cm).

Os autores do artigo Dr. Mostafa Moonir Shawrav e Dipl.Ing. Philipp Taus afirmou, "Esta estrutura de ouro puro e altamente condutora abrirá uma nova porta para novos dispositivos nanoeletrônicos. Por exemplo, será mais fácil produzir estruturas de ouro puro para nanoantenas e imobilização de biomoléculas que mudarão nossa vida cotidiana ". Dr. Shawrav acrescentou" é notável como um SEM (Microscópio Eletrônico de Varredura) regular hoje em dia pode depositar nanoestruturas em comparação com 20 anos antes era apenas um dispositivo de caracterização ". E com a deposição direta de ouro puro disponível agora, ele espera que os nanodispositivos sejam depositados diretamente e utilizados em muitas aplicações diferentes para a revolução tecnológica. Concluindo, este trabalho é um salto gigante para a nanoimpressão 3D de estruturas de ouro que serão a parte central dos dispositivos nanoplasmônicos e bioeletrônicos.