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Os cientistas descobriram uma nova maneira de produzir transistores de nanotubos de carbono ultra-limpos com propriedades semicondutoras superiores.

Os nanotubos de carbono de parede única (SWCNT) encontraram muitos usos em eletrónica e novos dispositivos de écran de toque. Nanotubos de carbono são folhas de uma camada de grafeno com uma espessura de átomo enrolada sem problemas em diferentes tamanhos e formas. Para poder usá-los em produtos comerciais, como transistores transparentes para écrans de telefones, os pesquisadores precisam testar facilmente nanotubos quanto às propriedades dos seus materiais, e o novo método ajuda nisso.

O grupo do professor Esko I. Kauppinen na Aalto tem anos de experiência na fabricação de nanotubos de carbono para aplicações eletrónicas. O método exclusivo da equipa utiliza aerossóis de catalisadores de metais e gases contendo carbono. Este método baseado em aerossol permite que os pesquisadores controlem cuidadosamente a estrutura do nanotubo directamente.

A fabricação de transistores de nanotubo de carbono único é geralmente entediante. Geralmente, leva dias de material de nanotubo de carbono bruto a transistores, e os dispositivos foram contaminados com produtos químicos de processamento, degradando o seu desempenho. No entanto, o novo método permite fabricar centenas de dispositivos individuais de nanotubos de carbono em 3 horas, um aumento de mais de dez vezes na eficiência.

Mais importante ainda, esses dispositivos fabricados não contêm produtos químicos de processamento degradantes na sua superfície. Esses chamados dispositivos ultra-limpos eram anteriormente ainda mais difíceis de fabricar do que os transistores regulares de nanotubos de carbono simples.

‘Esses dispositivos limpos nos ajudam a medir as propriedades intrínsecas do material. E o grande número de dispositivos ajuda a obter uma compreensão mais sistemática dos nanomateriais, em vez de apenas alguns pontos de dados. ‘ diz o Dr. Nan Wei, pesquisador de pós-doutorado no grupo.

Este estudo mostra que os nanotubos à base de aerossol são excelentes em termos de qualidade eletrónica, sua capacidade de conduzir eletricidade é quase tão boa quanto teoricamente possível para SWCNTs.

Mais importante, o novo método também pode contribuir para a pesquisa aplicada. Um exemplo é que, estudando a propriedade condutora dos transistores de feixe SWCNT, os cientistas podem encontrar maneiras de melhorar o desempenho de filmes condutores flexíveis. Isso pode ser útil para designers que tentam construir telefones flexíveis e à prova de colisão. O trabalho de acompanhamento dos grupos no Japão e na Finlândia já está em andamento.

Story Source:

Materials provided by Aalto University. (Tradução Smartencyclopédia)

Journal Reference:

  1. Nan Wei, Patrik Laiho, Abu Taher Khan, Aqeel Hussain, Alina Lyuleeva, Saeed Ahmed, Qiang Zhang, Yongping Liao, Ying Tian, Er‐Xiong Ding, Yutaka Ohno, Esko I. Kauppinen. Fast and Ultraclean Approach for Measuring the Transport Properties of Carbon NanotubesAdvanced Functional Materials, 2019; 1907150 DOI: 10.1002/adfm.201907150

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