p Os nanomateriais oferecem propriedades óticas e elétricas exclusivas e integração de baixo para cima nos processos de fabricação de semicondutores industriais. Contudo, eles também apresentam um dos problemas de pesquisa mais desafiadores. Em essência, a fabricação de semicondutores atualmente carece de métodos para depositar nanomateriais em locais predefinidos de chips sem contaminação química. Achamos que o grafeno, um dos mais finos, mais forte, materiais mais flexíveis e condutores do planeta, poderia ajudar a resolver este desafio de fabricação. p Nosso time, o grupo de Tecnologia e Ciência Industrial da IBM Research-Brasil, está focado na construção, aplicativo, e adoção de nanomateriais (que têm um milionésimo de milímetro de tamanho) para aplicações industriais em grande escala. Até cerca de 30 anos atrás, não era possível ver e manipular átomos e moléculas individuais. Com o desenvolvimento de novas técnicas, podemos começar a experimentar e teorizar sobre o impacto do comportamento de um material em nanoescala.

p Em nosso novo jornal, "Posicionamento de nanomateriais habilitados e direcionados com grafeno da solução para integração de dispositivos em grande escala", publicado em Nature Communications , nós e nossos parceiros de colaboração acadêmica provamos pela primeira vez que é possível eletrificar o grafeno para que ele deposite material em qualquer local desejado em uma superfície sólida com uma participação quase perfeita de 97%. Usar o grafeno dessa forma permite a integração de nanomateriais em escala de wafer e com precisão nanométrica.

p Não só é possível depositar material em um determinado, localização em nanoescala, também relatamos que isso pode ser feito em paralelo, em vários locais de deposição, o que significa que é possível integrar nanomateriais em grande escala.

p O grafeno é o material mais fino capaz de conduzir eletricidade e propagar campos elétricos. Os campos elétricos são o que usamos para colocar nanomateriais em uma folha de grafeno:a forma e o padrão do grafeno (que projetamos) determinam onde os nanomateriais são colocados. Isso oferece um nível de precisão sem precedentes para a construção de nanomateriais. Hoje, esta abordagem é feita usando materiais padrão, principalmente metais como cobre. Mas o desafio ocorre porque é quase impossível remover o cobre dos nanomateriais depois de montados, sem afetar o desempenho ou destruir o nanomaterial completamente. O grafeno não só nos dá precisão na colocação de nanomateriais, mas é facilmente removível do nanomaterial montado.

p Mais importante, o método funciona independentemente da forma do nanomaterial, por exemplo, com pontos quânticos, nanotubos, e nanofolhas bidimensionais. Usamos o método para construir transistores funcionais e testar seu desempenho. Além da eletrônica integrada, o método pode ser utilizado para manipulação de partículas e captura em tecnologia lab-on-chip (microfluídica) [US20170292934A1].

p O avanço no uso de grafeno para a colocação de nanomateriais pode ser usado para criar painéis solares de próxima geração, chips mais rápidos em telefones celulares e tablets, ou dispositivos quânticos exploratórios, como um eletricamente controlado, emissor ou detector de luz quântica no chip. Esse dispositivo é capaz de emitir ou detectar fótons individuais, um pré-requisito para uma comunicação segura.

p Evidências como esta pesquisa publicada sugerem que o grafeno pode permitir a integração de nanomateriais que os materiais padrão (usados ​​hoje) não são capazes de fazer. Isso pode abrir caminho para sua inclusão na fabricação de eletrônicos em escala industrial, que é um objetivo fundamental de um dos esforços de pesquisa mais ambiciosos em todo o mundo, Graphene Flagship. Trabalhando com parceiros industriais, esperamos acelerar a geração de conhecimento, desenvolvimento de tecnologia e adoção deste método ascendente para integração de nanomateriais. p Esta história foi republicada por cortesia da IBM Research. Leia a história original aqui.