Telas transparentes e enroláveis. Finalmente?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/07/2014

Transístor de película fina com apenas 10 camadas atômicas de espessura: flexível e transparente.
[Imagem: Mark Lopez/ANL]

Promessas inflexíveis

Há anos, pesquisadores acenam com a possibilidade de telas que podem ser enroladas e janelas transparentes que se transformam em telas.

As telas curvas já chegaram ao mercado, mas elas são rígidas. Para que aquelas promessas se concretizem é necessário que as telas sejam flexíveis e transparentes.

Um passo concreto nessa direção foi dado agora com a fabricação dos transistores de película fina mais finos já feitos até hoje - segundo os pesquisadores, eles são essencialmente 2D.

Praticamente todas as TVs, smartphones e outros aparelhos contam com telas planas graças aos transistores de película fina.

Mas essa nova versão leva seu nome ao extremo, com o transístor inteiro medindo apenas 10 camadas atômicas de espessura.

"Isso pode tornar uma tela transparente quase invisível," afirma o professor Andreas Roelofs, dos laboratórios ANL, nos Estados Unidos. E ele faz questão de relembrar: "Imagine uma janela normal que funcione como uma tela sempre que você ligá-la, por exemplo."

100 vezes melhor

Para medir a eficiência de um transístor normalmente se usa sua taxa liga/desliga - o quanto ele interrompe a corrente no estado desligado - e uma propriedade chamada "mobilidade de portadores", que mede a rapidez com que os elétrons podem se mover através do material.

"Ficamos felizes ao ver que a relação ligado/desligado é tão boa quanto a dos transistores de película fina comerciais," disse Saptarshi Das, que fabricou os transistores. "Mas a mobilidade é 100 vezes melhor do que o que está no mercado hoje."

As camadas monoatômicas deslizam umas sobre as outras, evitando que o componente se quebre quando enrolado.
[Imagem: Saptarshi Das]

A seguir, a equipe flexionou as películas para testar o que acontece com seus transistores sob estresse. Na maioria dos transistores de película fina, o material começa a trincar, afetando o desempenho ou fazendo o circuito deixar de funcionar por inteiro.

"Mas, no nosso, as propriedades não mudaram em nada," disse Roelofs. "As camadas simplesmente deslizam e não quebram."

TMDCs

A chave para a construção desses transistores ultrafinos está no disseleneto de tungstênio (WS2), um material que permite a construção de transistores, LEDs ou células solares, à escolha do projetista.

O WS2 pertence a uma classe de materiais conhecida como TMDC (Transition Metal DiChalcogenides: metais de transição dicalcogenados), que têm uma fórmula química do tipo MX2, onde M é um metal de transição (tungstênio, molibdênio etc) e X é um calcogênio (enxofre, selênio ou telúrio). Sua grande vantagem é que eles podem ser fabricados em monocamadas atômicas, como o grafeno, mas, ao contrário deste último, são naturalmente semicondutores.

"Escolhemos o disseleneto de tungstênio porque ele fornece a condução de elétrons e lacunas necessária para fazer transistores com portas lógicas e outros componentes com junções p-n," disse Anirudha Sumant, outro membro da equipe.

Agora, o grupo pretende adicionar lógica e memória aos seus filmes flexíveis, de modo que possam fabricar não apenas telas de enrolar, mas uma TV ou computador inteiros, totalmente flexíveis e transparentes.

"No entanto, mais trabalho precisa ser feito no desenvolvimento da síntese do disseleneto de tungstênio em grandes formatos para concretizar todo o seu potencial," ressaltou Sumant.

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