p Cientistas da Universidade Nacional de Cingapura descobriram um mecanismo de crescimento único para produzir fitas semicondutoras atomicamente finas que podem servir como um bloco de construção para dispositivos nanoeletrônicos de alto desempenho. p Síntese de semicondutores ultrafinos, tais como dissulfeto de molibdênio em monocamada e compostos relacionados, atraiu um enorme interesse nos últimos anos por seu uso potencial na melhoria do desempenho de dispositivos nanoeletrônicos. A capacidade de sintetizar essa classe emergente de materiais com uma geometria desejada desempenharia um papel importante na facilitação de seu processo de fabricação e implementação em circuitos integrados de alta densidade.

p Uma equipe liderada pelo Prof Goki EDA dos Departamentos de Física e Química e do Centro de Materiais 2-D Avançados (CA2DM) da NUS descobriu uma maneira de fazer crescer estruturas de nano e micro fitas de dissulfeto de molibdênio com apenas três átomos de espessura e, em média, centenas de nanômetros de largura. O método envolve a reação de vapor de enxofre com uma mistura de trióxido de molibdênio e sal de cloreto de sódio a ~ 700oC em uma superfície de cristal limpa. Os pesquisadores descobriram que o sal reage com o trióxido de molibdênio para produzir um composto terciário contendo sódio, molibdênio e oxigênio em várias proporções atômicas. Este composto então derrete e forma pequenas gotículas na temperatura de crescimento (~ 700 graus C). As gotículas microscópicas desse composto reagem com o enxofre para formar dissulfeto de molibdênio em forma de fita ultrafino. Esta estrutura é muito diferente do produto típico de uma planta sem sal, que tem forma triangular e hexagonal.

p "O crescimento de fitas ordenadas foi uma grande surpresa porque o modelo de crescimento padrão não prevê tais estruturas, mas percebemos que era o resultado de um mecanismo de crescimento distinto, "disse o Dr. LI, que era pesquisador no grupo do Prof Eda, mas agora trabalha no Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão. O mecanismo de crescimento comumente aceito depende da dinâmica inerente dos precursores para se difundir e se auto-organizar na superfície do substrato. Dr. Li acrescentou, "Este mecanismo não poderia explicar nossas observações."

p Os pesquisadores explicam que o fenômeno observado é uma forma do conhecido crescimento de vapor-líquido-sólido (VLS), no qual os precursores da fase de vapor condensam em um intermediário líquido antes de formar o produto sólido. A morfologia das fitas estreitas obtidas neste estudo foi, Contudo, ao contrário do que normalmente se espera de um crescimento VLS, que normalmente produz estruturas cilíndricas ou tubulares. Sua observação indica que a gota de líquido se move na superfície do substrato de maneira ordenada, deixando para trás um rastro de cristais ultrafinos. O processo é semelhante a "pintar com uma gota de tinta".

p As fitas semicondutoras sintetizadas por este método exibiram alta qualidade de cristal. Os pesquisadores demonstraram que os transistores microscópicos de alto desempenho (com uma mobilidade de efeito de campo de ~ 30 cm ² / Vs e relação liga-desliga de ~ 106) podem ser fabricados a partir das fitas individuais. Como o material sintetizado já está na forma adequada para o dispositivo, este novo método de crescimento permite a fabricação de dispositivos simples, sem a necessidade de uma etapa de padronização extra, o que é normalmente necessário quando outros métodos de síntese são usados.

p Prof Eda disse, “Nosso trabalho abre muitas questões interessantes sobre o crescimento da superfície e da interface dos nanomateriais. Acreditamos que muitos outros materiais podem ser cultivados usando uma abordagem semelhante. O objetivo de curto prazo é entender melhor o mecanismo de crescimento e controlar a morfologia das fitas. "

p O professor Eda prevê que a capacidade de fazer crescer diretamente estruturas semicondutoras complexas facilitará muito a realização de dispositivos nanoeletrônicos de alto desempenho.