Após uma década de intensa pesquisa em grafeno e materiais bidimensionais, um novo material semicondutor mostra potencial para o futuro da eletrônica super-rápida.

O novo semicondutor chamado Seleneto de Índio (InSe) tem apenas alguns átomos de espessura, semelhantemente ao grafeno. A pesquisa foi relatada em Nature Nanotechnology esta semana por pesquisadores da Universidade de Manchester e seus colegas da Universidade de Nottingham.

O grafeno tem apenas um átomo de espessura e propriedades eletrônicas incomparáveis, o que levou a sugestões amplamente divulgadas sobre seu uso em futuros circuitos eletrônicos.

Apesar de todas as suas propriedades superlativas, o grafeno não tem lacuna de energia. Ele se comporta mais como um metal do que um semicondutor normal, frustrando seu potencial para aplicações do tipo transistor.

A nova pesquisa mostra que os cristais InSe podem ter apenas alguns átomos de espessura, quase tão fino quanto o grafeno. O InSe demonstrou ter uma qualidade eletrônica superior à do silício, que é usado de maneira onipresente na eletrônica moderna.

Mais importante, ao contrário do grafeno, mas semelhante ao silício, ultrafino InSe tem uma grande lacuna de energia permitindo que os transistores sejam facilmente ligados e desligados, permitindo dispositivos eletrônicos super-rápidos de próxima geração.

Combinando grafeno com outros novos materiais, que individualmente têm excelentes características complementares às propriedades extraordinárias do grafeno, resultou em empolgantes desenvolvimentos científicos e pode produzir aplicações que estão além da nossa imaginação.

Sir Andre Geim, um dos autores deste estudo e ganhador do Prêmio Nobel de Física pela pesquisa sobre grafeno, acredita que as novas descobertas podem ter um impacto significativo no desenvolvimento da eletrônica do futuro.

"O InSe ultrafino parece oferecer o meio dourado entre o silício e o grafeno. Semelhante ao grafeno, InSe oferece um corpo naturalmente magro, permitindo o dimensionamento para as verdadeiras dimensões nanométricas. Semelhante ao silício, O InSe é um semicondutor muito bom. "

Os pesquisadores de Manchester tiveram que superar um grande problema para criar dispositivos InSe de alta qualidade. Sendo tão magro, O InSe é rapidamente danificado pelo oxigênio e pela umidade presentes na atmosfera. Para evitar tais danos, os dispositivos foram preparados em atmosfera de argônio usando novas tecnologias desenvolvidas no Instituto Nacional de Grafeno.

Isso permitiu filmes atomicamente finos de alta qualidade de InSe pela primeira vez. A mobilidade do elétron à temperatura ambiente foi medida em 2, 000 cm ² / Vs, significativamente maior do que o silício. Este valor aumenta várias vezes em temperaturas mais baixas.

Os experimentos atuais produziram o material com vários micrômetros de tamanho, comparável à seção transversal de um cabelo humano. Os pesquisadores acreditam que, seguindo os métodos agora amplamente usados ​​para produzir folhas de grafeno de grandes áreas, Em breve, o InSe também poderá ser produzido em nível comercial.

Co-autor do artigo Professor Vladimir Falko, O diretor do Instituto Nacional de Grafeno disse:"A tecnologia que o NGI desenvolveu para separar camadas atômicas de materiais em cristais bidimensionais de alta qualidade oferece grandes oportunidades para criar novos sistemas de materiais para aplicações optoeletrônicas. Estamos constantemente em busca de novos materiais em camadas tentar."

Ultrafino InSe faz parte de uma família crescente de cristais bidimensionais que possuem uma variedade de propriedades úteis dependendo de sua estrutura, espessura e composição química.

Atualmente, a pesquisa em grafeno e materiais bidimensionais relacionados é o campo da ciência dos materiais que mais cresce e faz a ponte entre ciência e engenharia.