Pesquisadores da Georgia Tech afirmam ter criado o “primeiro semicondutor funcional do mundo feito de grafeno”. O grafeno epitaxial da equipe de pesquisa é considerado compatível com os métodos convencionais de processamento microeletrônico e uma alternativa realista ao silício. Além disso, o material atinge um intervalo de banda desejável para aplicações eletrônicas e tem potencial latente para futuros dispositivos de computação quântica.
Especialistas em tecnologia têm destacado a batalha para manter viva a Lei de Moore, e um dos principais problemas é que o silício está atingindo seus limites. Desde sua descoberta em 2004, o grafeno tem sido apontado como um material maravilhoso, mas ainda não foi fundamental para nenhum avanço tecnológico significativo ou amplamente adotado. No entanto, os pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia parecem estar no caminho certo com seu grafeno epitaxial refinado ligado ao carboneto de silício.
O Dr. Walter de Heer, Professor de Física da Regents na Georgia Tech, liderou uma equipe de pesquisadores baseada em Atlanta e Tianjin, China. Ele tem trabalhado com grafeno 2D desde o início dos anos 2000. “Fomos motivados pela esperança de introduzir três propriedades especiais do grafeno na eletrônica”, disse ele. “É um material extremamente robusto, que pode suportar correntes muito grandes e sem aquecer e desmoronar.”
Uma característica chave dos semicondutores esteve ausente dos materiais à base de grafeno até agora. “Um problema antigo na eletrônica do grafeno é que o grafeno não tinha o intervalo de banda correto e não conseguia ligar e desligar na proporção correta”, disse o Dr. Lei Ma, cofundador de De Heer do Centro Internacional de Tianjin para Nanopartículas e Nanossistemas na Universidade de Tianjin, na China. “Nossa tecnologia atinge o intervalo de banda e é um passo crucial na realização da eletrônica baseada em grafeno.”
A equipe de pesquisa da Georgia Tech aprendeu como cultivar grafeno em pastilhas de carboneto de silício usando fornos especiais, em um processo que levou uma década para aperfeiçoar. Agora, os testes mostram que seu material semicondutor à base de grafeno tem mobilidade dez vezes maior que o silício. O Professor de Física dos Regents compara as propriedades atraentes da eletrônica à condução em uma estrada de cascalho em vez de uma rodovia.
Segundo a equipe de pesquisa da Georgia Tech, seu grafeno epitaxial ligado ao carboneto de silício é muito superior a qualquer outro semicondutor 2D em desenvolvimento. O professor de Heer caracterizou a descoberta dos materiais semicondutores como um “momento dos irmãos Wright” e também destacou a compatibilidade do material com as propriedades de onda da mecânica quântica dos elétrons, o que significa que pode ser fundamental para avanços futuros na computação quântica.