Uma equipe internacional de pesquisa conjunta liderada pelo Instituto Nacional de Ciência dos Materiais (NIMS) desenvolveu uma técnica de microscopia eletrônica de transmissão in situ (TEM) que pode ser usada para manipular com precisão estruturas moleculares individuais. Usando essa técnica, a equipe conseguiu fabricar transistores intramoleculares de nanotubos de carbono (CNT) alterando localmente a estrutura helicoidal do CNT, fazendo com que uma parte dele sofresse uma transição de metal para semicondutor de maneira controlada.
Os CNTs semicondutores são promissores como material de canal para nanotransistores energeticamente eficientes que podem ser usados para criar microprocessadores com desempenho superior aos microprocessadores de silício atualmente disponíveis. No entanto, controlar as propriedades eletrônicas dos NTCs através da manipulação precisa de suas estruturas helicoidais tem sido um grande desafio.
Esta equipe de pesquisa conjunta conseguiu pela primeira vez manipular de forma controlada as propriedades eletrônicas dos CNTs, alterando localmente suas estruturas helicoidais usando calor e tensão mecânica. Usando esta técnica, a equipe foi capaz de fabricar transistores CNT convertendo uma porção de um CNT metálico em um semicondutor, onde o nanocanal semicondutor foi covalentemente ligado à fonte e dreno CNT metálico. Os transistores CNT, com o canal tão curto quanto 2,8 nanômetros de comprimento, exibiram transporte quântico coerente à temperatura ambiente ? comportamento de elétrons em forma de onda geralmente observado apenas em temperaturas extremamente baixas.
A técnica de manipulação de estrutura molecular desenvolvida nesta pesquisa pode potencialmente ser usada para fabricar dispositivos eletrônicos inovadores em nanoescala. A equipe planeja usar essa técnica para projetar estruturas de materiais com precisão de nível atômico para fabricar dispositivos eletrônicos e quânticos compostos de estruturas ou moléculas atômicas individuais.
Publicado em 06/02/2022 22h14
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