Los nanomateriales ofrecen propiedades ópticas y eléctricas únicas y una integración ascendente dentro de los procesos de fabricación de semiconductores industriales. Sin embargo, también presentan uno de los problemas de investigación más desafiantes. En esencia, En la actualidad, la fabricación de semiconductores carece de métodos para depositar nanomateriales en ubicaciones de chips predefinidas sin contaminación química. Creemos que el grafeno uno de los más delgados, mas fuerte los materiales más flexibles y conductores del planeta, podría ayudar a resolver este desafío de fabricación.

Nuestro equipo, el grupo de Ciencia y Tecnología Industrial en IBM Research-Brasil, se centra en el edificio, solicitud, y adopción de nanomateriales (que tienen un tamaño de una millonésima de milímetro) para aplicaciones industriales a gran escala. Hasta hace unos 30 años, no era posible ver y manipular átomos y moléculas individuales. Con el desarrollo de nuevas técnicas, podemos empezar a experimentar y teorizar sobre el impacto del comportamiento de un material a nanoescala.

En nuestro nuevo periódico, "Colocación de nanomateriales dirigida y habilitada con grafeno a partir de una solución para la integración de dispositivos a gran escala", publicado en Comunicaciones de la naturaleza , Nosotros y nuestros socios de colaboración académica probamos por primera vez que es posible electrificar el grafeno para que deposite material en cualquier lugar deseado en una superficie sólida con una participación casi perfecta del 97%. El uso del grafeno de esta manera permite la integración de nanomateriales a escala de obleas y con precisión nanométrica.

No solo es posible depositar material en un lugar específico, ubicación a nanoescala, también informamos que esto se puede hacer en paralelo, en múltiples sitios de deposición, lo que significa que es posible integrar nanomateriales a gran escala.

El grafeno es el material más delgado capaz de conducir electricidad y propagar campos eléctricos. Los campos eléctricos son lo que usamos para colocar nanomateriales en una hoja de grafeno:la forma y el patrón del grafeno (que diseñamos) determina dónde se colocan los nanomateriales. Esto ofrece un nivel de precisión sin precedentes para la construcción de nanomateriales. Hoy dia, este enfoque se realiza utilizando materiales estándar, principalmente metales como el cobre. Pero el desafío se produce porque es casi imposible eliminar el cobre de los nanomateriales una vez que se han ensamblado. sin afectar el rendimiento o destruir el nanomaterial por completo. El grafeno no solo nos brinda precisión en la colocación de nanomateriales, pero es fácilmente extraíble del nanomaterial ensamblado.

En tono rimbombante, el método funciona independientemente de la forma del nanomaterial, por ejemplo, con puntos cuánticos, nanotubos, y nanohojas bidimensionales. Hemos utilizado el método para construir transistores que funcionen y probar su rendimiento. Además de la electrónica integrada, el método puede utilizarse para la manipulación y captura de partículas en tecnología de laboratorio en chip (microfluidos) [US20170292934A1].

El avance en el uso de grafeno para la colocación de nanomateriales podría usarse para crear paneles solares de próxima generación, chips más rápidos en teléfonos móviles y tabletas, o dispositivos cuánticos exploratorios, como un controlado eléctricamente, detector o emisor de luz cuántica en chip. Tal dispositivo puede emitir o detectar fotones individuales, un requisito previo para una comunicación segura.

Evidencia como esta investigación publicada sugiere que el grafeno podría permitir la integración de nanomateriales que los materiales estándar (usados ​​hoy en día) no pueden hacer. Esto podría allanar el camino para su inclusión en la fabricación de productos electrónicos a escala industrial, que es un objetivo clave de uno de los esfuerzos de investigación más ambiciosos a nivel mundial, Buque insignia de grafeno. Al trabajar con socios industriales, esperamos acelerar la generación de conocimiento, desarrollo tecnológico y adopción de este método ascendente para la integración de nanomateriales.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de IBM Research. Lea la historia original aquí.