Nova tecnologia de dopagem cria nanomáquinas semicondutoras

Terry Devitt - 01/10/2007

Com a ajuda de um equipamento capaz de depositar átomos de metais um a um no material utilizado para a fabricação de chips de computador, uma equipe de engenheiros da Universidade Wisconsin-Madison conseguiu juntar a mais moderna tecnologia dos semicondutores com as nanomáquinas.

Nanomáquinas semicondutoras

O trabalho marca o advento de uma nova classe de dispositivos nanomecânicos (NEMS) com implicações que vão desde células para captação de energia solar mais avançadas e LEDs mais eficientes, até sondas de alta sensibilidade capazes de medir moléculas biológicas individuais.

"Este é o casamento de dois campos de pesquisa diferentes," explica o professor Robert Blick. A capacidade de conferir as propriedades de um semicondutor para as máquinas submicroscópicas que os cientistas estão começando a desenvolver abre as portas para uma infinidade de minúsculos dispositivos mecânicos que podem ser manipulados com um único elétron ou, no caso de aplicações biológicas, com uma única molécula, como uma proteína.

Técnica de dopagem

A pesquisa foi feita utilizando um equipamento único, conhecido como gravador por feixe de íons focalizados, um instrumento que, em essência, opera como um jateador de areia, capaz de aspergir uma determinada quantidade de átomos metálicos sobre uma superfície de silício, impregnando o material com o metal em padrões precisos em nanoescala.

Durante o experimento, os cientistas conseguiram depositar uma pequena nuvem de átomos de gálio sobre uma nanomáquina de silício, conferindo-lhe propriedades eletromecânicas - a capacidade de acionar partes móveis por meio de elétrons.

"Isto constitui uma combinação direta de possibilidades de controle mecânico e controle elétrico com uma precisão sem precedentes," diz o relatório da pesquisa. "Isso irá melhorar consideravelmente as propriedades mecânicas das nanomáquinas."

Dopagem direta

Atualmente, os dispositivos nanomecânicas são esculpidos a partir de sanduíches de silício e metal. A nova técnica significa que a camada metálica pode ser removida completamente, tornando essas nanomáquinas mais leves, mais sensíveis e mais fáceis de se manipular.

"De repente, você não está mais dependendo das camadas metálicas," diz Blick. "Você pode dopar o próprio dispositivo, não o material com o que ele é fabricado. Esta tecnologia permite a criação de dispositivos muito mais customizados."

Algumas das aplicações potenciais desta nova técnica incluem uma nova forma de se construir baterias, transistores mecanicamente ajustáveis, melhores células solares e LEDs super eficientes, que poderão servir como leitores para sensores microscópicos.

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