Nano-transístor é construído com nanofios de semicondutores

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/12/2002

Os cientistas foram capazes de fazer crescer camadas de p-Si dopado com boro sobre cristais de germânio, assim como depositar coberturas de germânio sobre nanofios de silício.
[Imagem: Harvard University]

Nano-transístor

Pesquisadores da Universidade de Harvard (Estados Unidos) utilizaram a técnica de deposição de vapor para fazer crescer múltiplas camadas externas ao redor de nanofios de silício e germânio.

Charles Lieber e sua equipe também demonstraram um transistor de efeito de campo (FET) baseado em um nanofio com núcleo de silício revestido com camadas de germânio e óxido de silício.

"Construir funcionalidades adicionais em nanofios durante a síntese permite a criação de novas arquiteturas de dispositivos," disse Lincoln Lauhon, um dos membros da equipe. "O método que nós descrevemos é muito genérico e pode ser aplicado a uma ampla gama de materiais para melhorar o desempenho de nanoestruturas."

Fabricação de nanofios

Para criar os nanofios, os pesquisadores começaram depositando material em diminutos moldes com catalisadores. O diâmetro dos fios resultantes depende do tamanho desses moldes.

Alterando as condições de crescimento de forma que os átomos pudessem também se depositar ao redor da circunferência do nanofio - ao invés de apenas próximo ao catalisador - produziu-se uma camada ao redor do núcleo. E introduzindo mais reagentes, foi possível construir múltiplas camadas.

Por exemplo, Lieber e sua equipe utilizaram moldes catalisadores de ouro para fazer crescer núcleos de nanofios de silício intrínseco (i-Si) a partir do gás silano. Então eles adicionaram diborano à mistura, o qual se transformou em uma camada crescendo radialmente, criando uma camada do tipo p, dopada com boro, ao redor do núcleo de i-Si.

Os pesquisadores também descobriram que adicionar oxigênio pode oxidar o i-Si, produzindo uma fina camada amorfa de SiOx.

Transístor de efeito de campo

Os cientistas foram capazes de fazer crescer camadas de p-Si dopado com boro sobre cristais de germânio, assim como depositar coberturas de germânio sobre nanofios de silício. Eles também construíram uma estrutura com duas camadas de revestimento consistindo de um núcleo de 20 nanômetros de diâmetro de silício, coberto com uma camada interna de 30 nanômetros de germânio e uma camada externa de p-Si de 4 nanômetros de diâmetro.

Finalmente, os cientistas construíram um transistor de efeito de campo (FET). No coração do transistor está uma estrutura multicamada consistindo de p-Si/i-Ge/SiOx/p-Ge. A camada i-Ge funciona como o canal ativo, enquanto gravação e deposição de metal aplicadas seletivamente sobre as camadas i-Ge (interna) e p-Ge (externa), criaram a base, emissor e coletor. Segundo os cientistas, o rendimento do transistor é similar ao relatado pelos FETs de nanotubos de carbono, mesmo ainda não tendo sido otimizado.

"Baseados na constante discussão com o Intel Novel Device Group, nós estamos procurando a integração de transistores FET de ultra-alto-desempenho com o processamento de semicondutores convencionais para produzir dispositivos híbridos avançados," disse Lauhon. Segundo ele, estruturas com núcleo e revestimento têm aplicações em memórias RAM e dispositivos fotônicos.