p Com literalmente a espessura de um átomo de carbono e propriedades elétricas que podem superar as das tecnologias de semicondutores padrão, nanofitas de grafeno prometem uma nova geração de dispositivos eletrônicos miniaturizados. A teoria, Contudo, permanece muito à frente da realidade, com as atuais nanofitas de grafeno aquém de seu potencial. p Um novo estudo colaborativo visto em Materiais de Comunicação por um projeto do CREST, JST Japão, incluindo Nara Institute of Science and Technology (NAIST), Fujitsu Laboratories Ltd. e Fujitsu Ltd., e a Universidade de Tóquio relata a primeira nanofita de grafeno de 17 carbonos e confirma que tem o menor bandgap visto até agora entre as nanofitas de grafeno conhecidas, preparadas de baixo para cima.

p Os circuitos integrados de grande escala (LSIs) que usam semicondutores de silício são usados ​​em uma ampla gama de dispositivos eletrônicos, em qualquer lugar, de computadores a smartphones. Na verdade, eles estão sustentando nossas vidas e quase tudo o mais hoje em dia. Contudo, embora os LSIs tenham melhorado o desempenho do dispositivo, reduzindo o tamanho dos dispositivos, A miniaturização LSI está se aproximando de seu limite. Ao mesmo tempo, a demanda comercial continua a pressionar as empresas a fazer smartphones de melhor desempenho em tamanhos menores, enquanto a pressão da indústria está exigindo fabricação em larga escala com equipamentos menores.

p Outros métodos e / ou materiais são definitivamente necessários para resolver esses problemas, diz o líder do grupo, Dr. Shintaro Sato, Fujitsu Ltd.

p "Os semicondutores de silício estão nos dando melhor desempenho em tamanhos menores. No entanto, estamos atingindo o limite de quão pequenos podemos fazer dispositivos. Assim, temos grandes expectativas para o desempenho das nanofitas de grafeno, que têm propriedades semicondutoras com apenas um átomo de espessura - um material 2-D, "ele observa.

p Nanofitas de grafeno são estruturas semelhantes a favo de mel e, em comparação com grafeno e nanotubos de carbono, são o membro da família de semicondutores à base de carbono menos conhecido. As nanofitas de grafeno exibem propriedades eletrônicas e magnéticas únicas que não aparecem no grafeno bidimensional.

p "Interessantemente, as propriedades eletrônicas e magnéticas das nanofitas de grafeno são amplamente ajustadas em função da largura e da estrutura da borda. "diz o Prof. Hiroko Yamada da NAIST.

p Nanofitas de grafeno do tipo poltrona, que são um tipo promissor de nanofibras para aplicação em dispositivos, exibir folga de banda dependente da largura. Eles podem ser classificados em três subfamílias (3p, 3p + 1, 3p + 2), suas lacunas de banda são inversamente proporcionais à largura dessas famílias. Basicamente, nanofitas de grafeno mais largas na borda de poltrona pertencentes à subfamília 3p + 2 têm os menores bandgaps entre as diferentes nanofitas de grafeno, tendo um potencial considerável para ser explorado em dispositivos baseados em GNR.

p Até aqui, Nanofitas de grafeno com 13 poltronas pertencentes à subfamília 3p + 1 com um gap de mais de 1 eV foram relatadas, mas Sato, Yamada e colegas mostram a síntese de uma nanofita de 17-grafeno pertencente à subfamília 3p + 2, que têm bandgaps ainda menores.

p A síntese de nanofitas de grafeno foi baseada na abordagem ascendente, chamada de "síntese na superfície, "e uma molécula à base de dibromobenzeno foi usada como um precursor para a síntese de nanofita de grafeno na superfície.

p "Existem muitos métodos para sintetizar nanofitas de grafeno, mas para produzir nanofitas de grafeno atomicamente precisas, decidimos usar a abordagem ascendente. O ponto importante é que a estrutura do precursor pode definir a estrutura final das nanofitas de grafeno se usarmos a abordagem de baixo para cima, "explica o Dr. Hironobu Hayashi do NAIST, que também contribuíram para o estudo.

p Microscopia de varredura em túnel e espectroscopia pelo Dr. Junichi Yamaguchi da Fujitsu. Ltd. e a microscopia de força atômica sem contato do Dr. Akitoshi Shiotari e do Prof. Yoshiaki Sugimoto da Universidade de Tóquio confirmaram a estrutura atômica e eletrônica das nanofitas de grafeno de 17 poltronas adquiridas. Adicionalmente, o bandgap obtido experimentalmente de nanofitas de grafeno de 17 poltronas foi encontrado como 0,6 eV, e esta é a primeira demonstração da síntese de nanofitas de grafeno com band gap menor que 1 eV de forma controlada.

p "Esperamos que essas nanofitas de grafeno de 17 carbonos abram o caminho para novos dispositivos eletrônicos baseados em GNR, "diz Sato.