Os cientistas estão esticando um diamante para melhorar suas propriedades eletrônicas

O diamante é um material rígido bem conhecido, mas agora os cientistas da Universidade de Hong Kong conseguiram esticá-lo mais do que nunca. Pelo que? O alongamento de amostras em nanoescala altera suas propriedades eletrônicas e ópticas, o que poderia abrir um novo mundo de dispositivos de diamante.

Dizer que o diamante não é muito elástico seria um eufemismo - enquanto os materiais mais elásticos podem atingir deformações elásticas de tração de várias centenas por cento, o alongamento do diamante no máximo chega a menos de 0,4 por cento.

No entanto, em nanoescala, o diamante deveria teoricamente ter uma elasticidade muito maior. Há alguns anos, uma equipe da Universidade de Hong Kong aumentou as agulhas de diamante de tamanho nano em até 9%.

No novo estudo, os cientistas deram um passo adiante. Eles criaram espécimes de diamante em forma de ponte com cerca de 1000 nanômetros de comprimento e 300 nm de largura e os esticaram. Ao longo de vários ciclos, o diamante apresentou uma deformação elástica de cerca de 7,5% em toda a sua superfície, antes de retornar à sua forma original uma vez que a pressão foi liberada.

Em testes subsequentes, os pesquisadores otimizaram a forma das amostras e, em seguida, conseguiram esticar o diamante ainda mais - até 9,7 por cento. Diz-se que isso está próximo do limite elástico teórico do diamante.

Mas o experimento não era apenas para esticar o diamante - ele poderia abrir caminho para novos componentes eletrônicos feitos de diamante. A aplicação desse tipo de deformação pode realmente alterar algumas das propriedades eletrônicas e fotônicas do material.

Para descobrir quanto, os cientistas modelaram as propriedades eletrônicas do diamante em vários níveis de deformação, de zero a 12 por cento. Eles descobriram que conforme a tensão de tração aumenta, o gap de um diamante diminui, o que essencialmente significa que o diamante se torna mais eletricamente condutor.

Ele atingiu um pico de tensão de cerca de 9 por cento. Usando a espectroscopia, os cientistas confirmaram essa tendência de diminuição do gap em amostras de diamante.

Os pesquisadores dizem que apertar o diamante pode torná-lo mais útil para uma série de diferentes aplicações eletrônicas.

Curiosamente, as simulações também mostraram que esticar o diamante em mais de 9 por cento em uma orientação de cristal diferente mudará seu bandgap de indireto para reto. Isso significa que um elétron que passa por ele pode emitir diretamente um fóton, tornando os dispositivos optoeletrônicos mais eficientes.

A pesquisa foi publicada na revista Science.