Nanoeletrodos estabelecem ponte entre física clássica e física quântica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/03/2006

A indústria eletrônica está cada vez mais encolhendo seus componentes. Mas há limites na tecnologia atual. Para ultrapassar esses limites, está entrando em ação a nanotecnologia. Nesta semana, cientistas da Universidade da Pensilvânia, Estados Unidos, anunciaram ter conseguido dar um passo importante rumo à construção de componentes com poucos nanômetros de largura.

Os nanofios já são uma realidade, com vários métodos disponíveis para produzí-los. Mas o mesmo não acontecia, até agora, quando se necessitava fazer cortes e espaçamento em nanoeletrodos, eletrodos feitos de materiais condutores ou semicondutores, com minúsculas interrupções.

São esses eletrodos com espaçamentos - os chamados "nanogaps" - que tornarão possível a construção de contatos elétricos entre estruturas de dimensões muito menores do que as atingidas hoje. As aplicações vão desde a eletrônica ultra-rápida até a computação quântica e a leitura genética em alta velocidade.

"Vários pesquisadores já propuseram componentes nanoeletrônicos que utilizam esses nanoeletrodos, mas ninguém tinha sido capaz de criá- los de forma consistente na prática," explica Marija Drndic, um dos autores da descoberta.

Os nanoespaçamentos são tão precisos que podem ser construídos com resolução atômica, podendo conectar eletricamente até moléculas individuais. A capacidade para conectar moléculas individuais - sejam elas produtos da nanotecnologia ou da biotecnologia - a circuitos eletrônicos é um objetivo longamente perseguido por inúmeros cientistas.

Para criar os "nanogaps", os cientistas utilizaram a litografia por feixe de elétrons, uma ferramenta bastante comum em laboratórios do mundo todo, capaz de criar estruturas sobre uma superfície "escavando" os seus átomos. A grande sacada dos cientistas foi alterar o material a ser escavado: eles utilizaram o nitreto de silício.

"A litografia por feixe de elétrons funciona bem em pequena escala, mas é limitada a dimensões até 10 nanômetros," diz Drndic. "Não é simples como traçar uma linha sobre um papel; à medida em que o feixe de elétrons atinge o material, eles tendem a se espalhar, tornando difícil a criação de linhas muito finas."

Enquanto outros pesquisadores estavam tentando cortar nanofios, criando um espaçamento, a equipe do professor Drndic fez o caminho oposto: eles escavaram os espaçamentos sobre uma película de nitreto de silício, um material que diminui o espalhamento dos elétrons.

Os cientistas já utilizaram os seus minúsculos eletrodos para medir cargas elétricas entre nanocristais conhecidos como pontos quânticos. O laser azul, que logo estará no mercado equipando os sucessores do DVD, é um produto de pesquisas com pontos quânticos.

Os eletrodos que a nova tecnologia agora permite construir permitirão a injeção de cargas diretamente em pontos quânticos individuais, alterando suas propriedades físicas e ópticas. Será uma ponte estabelecida entre a física clássica e a física quântica.

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