Pós-silício: Câmera de molibdenita é 5 vezes mais sensível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/10/2013

Protótipo do primeiro sensor de imagem feito apenas com o semicondutor molibdenita - ele é 5 vezes mais sensível do que um equivalente de silício.[Imagem: EPFL/Alain Herzog]

Eletrônica pós-silício

Os benefícios do silício todo o mundo conhece.

Mas, à medida que a tecnologia avança, seus limites também surgem no horizonte.

É por isso que tem havido uma busca incessante por sucessores do semicondutor mais famoso do mundo, na tentativa de construir uma eletrônica pós-silício.

E já começam a aparecer alguns favoritos entre os candidatos para ocupar o trono.

Com uma boa margem, a liderança é da molibdenita, um sulfeto de molibdênio (MoS₂).

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Em 2011, uma equipe liderada por Andras Kis, da Escola Politécnica Federal de Lausane, na Suíça,descobriu as propriedades semicondutoras surpreendentes da molibdenita.

O material apresenta-se na forma de uma monocamada atômica, como o grafeno.

Pouco mais de dois anos de trabalho foram necessários para que eles demonstrassem o verdadeiro potencial do novo material.

Sensor de imagem de molibdenita

O primeiro protótipo demonstrou que a molibdenita permite construir câmeras digitais 5 vezes mais sensíveis do que as atuais.

Esse verdadeiro salto tecnológico - em comparação com os "passos" normalmente dados pela eletrônica - foi possível com a mera substituição do silício no sensor de imagem.

A molibdenita foi montada sobre uma pastilha de silício para aproveitar as ferramentas disponíveis, mas o silício não desempenha um papel ativo no sensor. [Imagem: Oriol Lopez-Sanchez/Nature Nanotechnology]

Todas as câmeras digitais funcionam segundo o mesmo princípio, convertendo a luz em uma carga elétrica. A câmara tem um sensor de luz cuja superfície é um material semicondutor dividido em milhões de células - ou pixels.

A eficiência desse processo de conversão de luz em cargas elétricas depende da quantidade de luz que é necessária para provocar a transferência de carga.

O sensor de molibdenita exige um mínimo de luz para disparar seu pixel - cinco vezes menos do que o silício.

As primeiras aplicações dos sensores de molibdenita deverão ir para algumas áreas específicas, nas quais as condições de luz não são ótimas, como na astronomia, na geração de imagens médicas e biológicas e na fotografia noturna.

"Seria possível tirar fotografias usando apenas a luz das estrelas", diz Kis.

Além disso, explica o pesquisador, o protótipo não exige quaisquer outrossemicondutores, o que deve simplificar consideravelmente os processos de fabricação.

Bibliografia:

Ultrasensitive photodetectors based on monolayer MoS2
Oriol Lopez-Sanchez, Dominik Lembke, Metin Kayci, Aleksandra Radenovic, Andras Kis
Nature Nanotechnology
Vol.: 8, 497-501
DOI: 10.1038/nnano.2013.100