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Técnica revolucionária faz nanotubos virarem transistores


Prática difícil
Transistores de nanotubos de carbono não são nenhuma novidade - na verdade, vários protótipos de transistores de nanotubo vêm superando os transistores de silício há algum tempo.
Técnica revolucionária faz nanotubos virarem transistores
Ilustração artística dos nanotubos de carbono, envelopados pelos polímeros com extremidades tiol (esferas amarelas) e assentados autonomamente sobre os eletrodos de ouro.
O problema é que é difícil fabricá-los mesmo em escala de laboratório, porque os nanotubos saem do forno em versões metálicas e semicondutoras, tudo misturado. Mais difícil ainda será então fabricá-los em escala industrial.
Nesse quadro, promissor de um lado e decepcionante do outro, uma técnica que permita que os próprios transistores se montem sozinhos, sem nenhuma intervenção humana, pode parecer um sonho ainda mais distante.
Na verdade nem é mais um sonho, conforme acaba de demonstrar Vladimir Derenskyi, da Universidade de Gronigen, na Holanda, em parceria com colegas da Alemanha e com a colaboração da IBM de Zurique.
Automontagem dos transistores
A técnica parece enganosamente simples - para ter uma dimensão das dificuldades, basta ver que a equipe vem trabalhando nela há 10 anos, sem contar outros grupos tentando abordagens similares.
A partir de uma solução, os transistores se organizam sozinhos, emergindo sobre uma placa de ouro com quase 100% de pureza e com excepcional mobilidade eletrônica.
O segredo está nos polímeros que abraçam os nanotubos em solução. Cadeias tiol desses polímeros conectam os tubos à matriz de ouro, criando os transistores - tióis são álcoois nos quais o enxofre toma o lugar do oxigênio.
Os padrões metálicos de ouro são inicialmente gravados em um substrato, que é então mergulhado na solução de nanotubos de carbono. Para se obter o alinhamento adequado do circuito, os eletrodos são cuidadosamente espaçados, a 300 nanômetros uns dos outros. Como os nanotubos têm cerca de 500 nanômetros de comprimento, eles se assentam corretamente para compôr o transístor.
Esse espaçamento é grande e limita a densidade dos transistores, mas a equipe afirma estar confiante de que conseguirá reduzi-lo no futuro próximo.
Capítulo dramático
E houve ainda um capítulo dramático nessa descoberta. A ideia de usar as cadeias tiol ocorreu à professora Maria Loi alguns anos atrás. Contudo, durante o desenvolvimento, ela viu seu projeto quase ir por água abaixo quando a IBM patenteou essa ideia.
"Mas havia um grande problema no trabalho da IBM: os polímeros com tióis também se ligavam a nanotubos metálicos e os incluíam nos transistores, o que os arruinava," contou ela. Isso abriu caminho para uma colaboração, conforme os pesquisadores descobriram como superar essas deficiências.
"O que demonstramos agora é que esse conceito de montagem de baixo para cima funciona: usando polímeros com uma baixa concentração de tióis, podemos trazer seletivamente os nanotubos semicondutores de uma solução para um circuito. A ligação enxofre-ouro é forte, por isso os nanotubos ficam firmemente fixados: o suficiente mesmo para ficar lá após a sonicação do transístor em solventes orgânicos," contou Loi.


Postado por Hadson Bastos

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