Wafers de diamante ultrafinos para eletrônicos feitos com fita adesiva

Uma nova maneira de criar wafers de diamante ultrafinos usando fita adesiva poderia ajudar a fabricar eletrônicos à base de diamante, o que poderia um dia ser uma alternativa útil aos designs à base de silício.

O diamante tem propriedades eletrônicas incomuns: é um bom isolante e permite que elétrons com energia específica se movam com pouca resistência. Isso pode se traduzir na capacidade de lidar com maior potência com mais eficiência do que os designs convencionais de chips de silício.

No entanto, a fabricação de chips de diamante funcionais requer wafers grandes e muito finos, semelhantes aos finos wafers de silício usados ​​para fabricar chips de computador modernos, que se mostraram difíceis de fabricar.

agora, Zhikin Chu A Universidade de Hong Kong e seus colegas descobriram uma maneira de fazer wafers de diamante extremamente finos e flexíveis usando fita adesiva.

Chu e seus colegas primeiro implantaram diamantes de tamanho nanométrico em uma pequena pastilha de silício e, em seguida, sopraram gás metano sobre ela em altas temperaturas para criar uma folha de diamante fina e contínua. Eles então fizeram uma pequena rachadura em um lado da folha de diamante anexada antes de retirar a camada de diamante usando fita adesiva comum.

Eles descobriram que essas folhas de diamante descascadas eram extremamente finas, menos de um micrômetro, muito mais finas que um fio de cabelo humano e lisas o suficiente para as técnicas de gravação usadas para fazer chips de silício.

“É uma reminiscência dos primórdios do grafeno, quando a fita adesiva foi usada para criar as primeiras monocamadas de grafeno a partir do grafite. Nunca imaginei que esse conceito fosse aplicado ao diamante”, diz. Julie McPherson na Universidade de Warwick, Reino Unido.

“Este novo método de esfoliação com bordas expostas será um facilitador para muitos projetos de dispositivos e abordagens experimentais”, disse Conheça Ataturk na Universidade de Cambridge. Uma área para a qual poderia ser particularmente útil é oferecer maior controle sobre dispositivos quânticos que usam diamantes como sensores, diz ele.

A membrana de diamante que Chu e seus colegas conseguiram criar tem cerca de 5 centímetros de diâmetro, mostrando que o método funciona como uma prova de princípio, disse André Ferrari na Universidade de Cambridge, mas ainda é menor do que os grandes 20-30 centímetros típicos de muitos processos de wafer, e não está claro se o novo método pode ser ampliado, diz ele.

Os wafers produzidos também parecem ser policristalinos, menos lisos e regulares que o diamante monocristalino, o que pode limitar seu uso em algumas aplicações, disse McPherson.