p Os pesquisadores da EPFL descobriram uma maneira de controlar e padronizar a produção de nanofios em superfícies de silício. Crédito:Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)
p Os nanofios têm o potencial de revolucionar a tecnologia que nos rodeia. Medindo apenas 5-100 nanômetros de diâmetro (um nanômetro é um milionésimo de um milímetro), estes minúsculos, estruturas cristalinas em forma de agulha podem alterar a forma como a eletricidade ou a luz passa por elas. p Eles podem emitir, concentrar e absorver luz e, portanto, pode ser usado para adicionar funcionalidades ópticas a chips eletrônicos. Eles poderiam, por exemplo, possibilitar a geração de lasers diretamente em chips de silício e a integração de emissores de fóton único para fins de codificação. Eles podem até ser aplicados em painéis solares para melhorar a forma como a luz solar é convertida em energia elétrica.
p Até agora, era impossível reproduzir o processo de crescimento de nanofios em semicondutores de silício - não havia maneira de produzir nanofios homogêneos repetidamente em posições específicas. Mas pesquisadores do Laboratório de Materiais Semicondutores da EPFL, dirigido por Anna Fontcuberta i Morral, junto com colegas do MIT e do Instituto IOFFE, descobriram uma maneira de aumentar as redes de nanofios de maneira altamente controlada e totalmente reproduzível. A chave era entender o que acontece no início do crescimento do nanofio, o que vai contra as teorias atualmente aceitas. Seu trabalho foi publicado em
Nature Communications .
p "Acreditamos que esta descoberta tornará possível integrar de forma realista uma série de nanofios em substratos de silício, "diz Fontcuberta i Morral." Até agora, esses nanofios tiveram que ser cultivados individualmente, e o processo não pôde ser reproduzido. "
p Duas configurações diferentes da gota dentro da abertura - orifício totalmente preenchido e parcialmente preenchido e ilustração abaixo dos cristais de GaAs formando um anel completo ou um degrau abaixo das gotas grandes e pequenas de gálio. Crédito:Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)
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Obtendo a proporção certa
p O processo padrão para a produção de nanofios é fazer pequenos orifícios no monóxido de silício e preenchê-los com uma nanogota de gálio líquido. Essa substância então se solidifica ao entrar em contato com o arsênico. Mas com este processo, a substância tende a endurecer nos cantos dos nanoholes, o que significa que o ângulo em que os nanofios crescerão não pode ser previsto. A busca era por uma maneira de produzir nanofios homogêneos e controlar sua posição.
p A pesquisa destinada a controlar o processo de produção tende a se concentrar no diâmetro do furo, mas essa abordagem não valeu a pena. Agora, os pesquisadores da EPFL mostraram que, ao alterar a relação diâmetro-altura do orifício, eles podem controlar perfeitamente como os nanofios crescem. Na proporção certa, a substância vai se solidificar em um anel ao redor da borda do buraco, o que impede que os nanofios cresçam em um ângulo não perpendicular. E o processo dos pesquisadores deve funcionar para todos os tipos de nanofios.
p "É como cultivar uma planta. Eles precisam de água e luz solar, mas você tem que acertar as quantidades, "diz Fontcuberta i Morral.
p Esta nova técnica de produção será uma bênção para a pesquisa de nanofios, e outras amostras devem ser desenvolvidas em breve.