Nanocristais perfeitos podem reduzir doses de raios X

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/03/2012

Os grandes e perfeitos cristais de germânio são ideais para a detecção de raios X.
[Imagem: ETH Zurique]

Captação de raios

Quando você faz um exame de raio X, a dose de radiação a que você está sujeito depende inteiramente da qualidade do sensor que capta os raios-X do outro lado de você mesmo.

Quanto mais sensíveis forem os sensores a, menor será a dose de radiação à qual você precisará se submeter.

E a redução drástica dessa radiação agora é uma possibilidade real, graças ao trabalho de uma equipe do instituto ETH de Zurique, na Suíça, e da Universidade de Milão, na Itália.

Antes, porém, é importante salientar que a inovação também será útil para captar outros tipos de "raios", como os raios de luz que incidem sobre uma célula solar, otimizando sua eficiência.

Cristais perfeitos

Claudiu Falub e seus colegas desenvolveram uma técnica que permite a fabricação de cristais perfeitos, compostos de diferentes semicondutores.

A floresta de nanocristais pode ser fabricada em virtualmente qualquer espessura e, mais importante, usando como base pastilhas comuns de silício, como as usadas pela indústria eletrônica.

Em vez de juntar e colar as estruturas de diferentes semicondutores, como é feito hoje, o cristal pode ser cultivado em uma única peça.

Os cristais crescem sobre uma "torre" base de silício.
[Imagem: Falub et al./Science]

Isso significa que os defeitos cristalinos, que ocorrem quando se trabalha com átomos de tamanhos diferentes, são totalmente eliminados - devido a esses defeitos, hoje os cristais são crescidos separadamente e depois colados.

Outro problema que desaparece são as trincas e quebras induzidas no substrato, em razão dos diferentes coeficientes de expansão termal dos diversos elementos.

Raios X e células solares

O processo foi demonstrado cultivando estruturas de germânio sobre pastilhas de silício, alcançando alturas de até 50 micrômetros - um autêntico arranha-céus nas dimensões nanométricas envolvidas nesses casos.

O desenvolvimento tem inúmeros campos de aplicação.

O mais imediato é na fabricação de sensores de imagens para raios X, permitindo a obtenção de resoluções espaciais impensáveis hoje - os cristais grossos de germânio são ideais para isso.

Outra possibilidade é o desenvolvimento de células-solares de múltiplas junções - as células solares de maior eficiência, geralmente usadas em aplicações espaciais.

Hoje, essas células dependem de uma base de germânio, que é muito frágil e relativamente pesada.

Com a nova técnica, essa base poderá ser o bem conhecido silício, eventualmente diminuindo os custos dessas células solares de alto rendimento.

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